CN215526047U - 一种油田抽油机电机监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种油田抽油机电机监测系统，属于油田抽油机监测领域。包括：采集模块、下位机、无线通讯模块、上位机和现场监测器；所述采集模块连接所述下位机，接收所述下位机发送的采集指令；所述下位机通过无线通讯模块连接所述上位机，所述下位机通过所述无线通讯模块与所述上位机双向通讯；所述现场监测器与所述下位机连接；解决了不能及时发现和处理抽油机电机的故障，油井生产效率降低，油田的生产成本增加，管理难度大的技术问题，实现了对油井的数据远、近距离无线传输，并可以实时监测抽油机电机的运行状态，及时发现抽油机电机运行时的故障问题。

Description

一种油田抽油机电机监测系统

技术领域

本实用新型涉及电机监测系统，尤其涉及一种油田抽油机电机监测系统，属于油田抽油机监测领域。

背景技术

石油抽油机是油田现场常见的一种地面设备，用于地下石油的抽取，抽油机电机设备种类繁多、作业连续,工作环境高温高压且易燃易爆,这些都给企业和社会带来了一系列问题，对设备安全提出了越来越高的要求。掌握电机设备的运行状态,及早发现设备隐患，及时采取必要的防范措施和对策,将隐患及故障消除在萌芽状态,这些都离不开电机设备状态监测技术，同时，油田电机工作状态监测在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用,受到了各界的广泛重视。因此,开展油田企业电机设备状态监测工作具有重要意义。

在石油开采业中,因为油井分布范围广,范围由几十至几百公里,电机等设备又处于野外露天作业状态,且需要24小时不间断运行，这些不利因素使得设备有效监测十分困难。目前国内对抽油机电机运行状态的监测主要采用油田工作人员定期巡井的方式来了解设备的工作状况，现场危险性大、劳动强度高、成本高且效率低。在地形复杂情况下或者恶劣天气中，油田工作人员往往不能及时发现和处理抽油机电机的故障，从而严重影响石油产量，降低了油井生产效率，增加油田的生产成本，也提高了管理难度。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型提供了一种油田抽油机电机监测系统，包括：采集模块、采样电路、单片机、无线通讯模块、上位机和现场监测器；所述采集模块的输入端连接油田抽油机电机；所述采样模块输出端连接所述采样电路的输入端；所述采样电路的输出端连接单片机的输入端，所述单片机通过无线通讯模块与所述上位机双向连接；所述现场监测器与所述单片机连接；

所述现场监测器包括显示屏、存储模块和USB通讯接口；所述显示屏用于显示监测数据；所述存储模块用于存储监测数据；所述USB通讯接口用于将监测数据导出；所述现场监测器上设置有测试按键、井号选择按键、输入新井号按键和数据保存及回传按键。

优选的，所述采集模块是霍尔传感器。

优选的，所述无线通讯模块是ZigBee通讯模块，一个油井是一个ZigBee节点。

优选的，所述采样电路包括电压传感器和电流传感器，用于采集由所述霍尔传感器输出的电机电压、电流、幅值和相位状态数据。

优选的，所述采样电路每隔20毫秒采集一次由霍尔传感器输出的采集数据。

优选的，还包括手持移动终端；所述手持移动终端与所述单片机通过无线通讯模块双向连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型解决了不能及时发现和处理抽油机电机的故障，油井生产效率低，油田的生产成本增加，管理难度大的技术问题，实现了对油井的数据远、近距离无线传输，并可以实时监测抽油机电机的运行状态，及时发现抽油机电机运行时的故障问题，降低了传统巡井工人的劳动强度同时可实时监测抽油机的工作状态和工作参数，对抽油机的各种故障进行诊断；管理人员可以直观地看到所有抽油机的工作情况。便于企业及时掌握生产情况，有利于强化管理。无线通讯发生故障时，也可以实现对油田抽油机电机运行状态的现场监测。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的数据传输过程示意图；

图3为本实用新型实施例所述的现场监测器结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一、参照图1至图3说明本实施例，一种油田抽油机电机监测系统，采集模块、采样电路、单片机、无线通讯模块、上位机和现场监测器；所述采集模块的输入端连接油田抽油机电机；所述采样模块输出端连接所述采样电路的输入端；所述采样电路的输出端连接单片机的输入端，所述单片机通过无线通讯模块与所述上位机双向连接；所述现场监测器与所述单片机连接；所述单片机放置在油田抽油机电机处；

所述现场监测器包括显示屏、存储模块和USB通讯接口；所述显示屏用于显示监测数据；所述存储模块用于存储监测数据；所述USB通讯接口用于将监测数据导出；所述现场监测器上设置有测试按键、井号选择按键、输入新井号按键和数据保存及回传按键。当无线通讯模块发生故障时，无法实现数据传输时，是一种可靠的备选方案，可以实现对油田抽油机电机运行状态进行现场监测，现场检测器的测试数据还可以导出。

具体的，单片机放置在抽油机电机附近，当单片机接收到上位机的命令时，采集电压/电流信号(包括幅值和相位等)、功率因数等参量并将数据发送给上位机；上位机放置在监测中心；主要由无线接收模块及电脑主机组成，在收到单片机发出的无线传输信号后通过接口或者直接访问网络将数据读入电脑主机，进行后续数据处理。

具体的，所述采集模块是霍尔传感器。

具体的，还包括手持移动终端；所述手持移动终端与所述单片机机通过无线通讯模块连接；所述手持移动终端与所述单片机双向通讯。

具体的，所述无线通讯模块是ZigBee通讯模块，一个油井是一个ZigBee节点。各油井之间可以实现Zigbee节点的连接，组建局域网，通过WiFi、GPRS、4G、5G发送到监测中心上位机或者手持终端中。

具体的，采样电路用于采集由霍尔传感器输出的电机电压、电流、幅值和相位状态数据。

具体的，所述采样电路每隔20毫秒采集一次由霍尔传感器输出的采集数据。

具体的，本实用新型还实现了远、近距离无线传输。

具体的，单片机是STM32单片机。

具体的，关于现场监测器的具体操作说明如下：

1、“测试”按键。按第一下：测试开始，上用时计时读秒，显示上电流实时数值。按第二下：上电流测试结束，读秒停止，显示上电流最大值、用时。下电流测试开始，下用时计时读秒，显示下电流实时数值。按第三下：下电流测试结束，读秒停止，显示下电流最大值、用时。显示平衡比(算式：上电流/下电流)

2、“井号选择”按键。当没有选择井号时显示“请选择”，按键跳入井号输入及选择菜单。若已选择井号则显示已选号。

3、井号输入及选择：选择“输入新井号”可以至下方输入井号位置(10位)，可以输入字母a-z，数字0-9，可通过“↑”“↓”键选择字母，“←”“→”键选择位置。输入完毕可按“确定”按键保存井号至下方。或通过“↑”“↓”键选择以前输入过的井号，按“确定”键选定，并跳转至测试界面。

4、数据保存及回读：保存数据可用“确定”键、“左右”键或组合按键，如：数据保存“井号选择+↑”，数据回读“井号选择+↓”

5、USB接口，可在电脑导出测量的数据。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种油田抽油机电机监测系统，其特征在于，包括：采集模块、采样电路、单片机、无线通讯模块、上位机和现场监测器；所述采集模块的输入端连接油田抽油机电机；所述采样模块输出端连接所述采样电路的输入端；所述采样电路的输出端连接单片机的输入端，所述单片机通过无线通讯模块与所述上位机双向连接；所述现场监测器与所述单片机连接；

所述现场监测器包括显示屏、存储模块和USB通讯接口；所述显示屏用于显示监测数据；所述存储模块用于存储监测数据；所述USB通讯接口用于将监测数据导出；所述现场监测器上设置有测试按键、井号选择按键、输入新井号按键和数据保存及回传按键。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集模块是霍尔传感器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线通讯模块是ZigBee通讯模块，一个油井是一个ZigBee节点。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采样电路包括电压传感器和电流传感器，用于采集由所述霍尔传感器输出的电机电压、电流、幅值和相位状态数据。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述采样电路每隔20毫秒采集一次由霍尔传感器输出的采集数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括手持移动终端；所述手持移动终端与所述单片机通过无线通讯模块双向连接。

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