專利名稱：抽油井示功儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量技術領域，尤其涉及一種監(jiān)測抽油井工作狀態(tài)曲線圖形 及其有關數(shù)據的監(jiān)測儀器。
背景技術：
在采油過程中，及時準確地了解抽油井的工作狀況，對于提高抽油效率、 降低釆油成本和提高油井的產量具有非常重大的意義。下面介紹幾種現(xiàn)有技 術
中國專利CN87205901U公開了一種測量示功圖的智能化儀器，將采集到 的懸點載荷參數(shù)、光桿位移參數(shù)，提交微機系統(tǒng)，進行運算處理，得出了地 面示功圖以及任一深度的井下(泵)示功圖。
中國專利CN2641620Y公開了一種新型抽油機示功圖測試儀的傳感器，特 別是油田抽油機示功圖測試儀用的傳感器。與傳感器相配合的抽油機示功圖 測試儀在工作時，是靠抽油機減速器輸出軸上曲柄的轉動位置計算出抽油桿 的沖程，傳感器只需測出各沖程位置的抽油桿在各沖程位置的負荷，即可繪 制出示功圖。
中國專利CN2937474Y公開了一種石油工業(yè)使用的游梁式抽油機微應力示 功儀，適用于抽油機釆油井。游梁式抽油機微應力示功儀包括角位移傳感器、 數(shù)據釆集板、電池板和應力測試機構，角位移傳感器、數(shù)據采集板和應力測 試機構安裝在儀器箱內，其應力測試機構與抽油機的游梁連接固定，電池板 與數(shù)據采集板連接。
中國專利CN2714804公開了一體化無線監(jiān)測示功儀，主要特點是將傳感 器與二次儀表整合為一體，并設置有無線發(fā)射模塊、USB接口和485接口，還
3設置有可充電電池及太陽能電池板，本實用新型一體化的密封結構，能夠適 應復雜的室外環(huán)境，只需直接安裝在油井懸繩器上端的光桿上，無需對其充 電等維護，可保存大量的示功圖，也可通過無線方式讀取歷史數(shù)據或實時測
量，也可進行示功圖回放和聯(lián)網檢測。
上述現(xiàn)有技術普遍存在以下技術缺陷和不足
1、 在示功儀的材質方面，上面的專利均未提到耐用性。
2、 沒有提到GPRS網絡、CDMA網絡、ZigBee網絡、SCDMA網絡等無線數(shù) 據傳輸技術在示功儀中的應用。
3、 目前油田常用的示功儀一般由載荷、位移傳感器、數(shù)據采集裝置三部 份構成。位移采用拉線的方式測量或靠抽油機減速器輸出軸上曲柄的轉動位 置計算出抽油桿的沖程。
4、 以往的專利實現(xiàn)了無線近距離測量，還需要人工逐井測取示功圖，不 能遠程實時在線采集功圖。
發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種抽油井示功儀，來克服上述現(xiàn)有技術 的缺陷和不足。
根據上述目的，本發(fā)明實施例提供一種抽油井示功儀，該示功儀包括 無線數(shù)據傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據；數(shù)據采集 模塊，用于解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據 和載荷數(shù)據，對所述數(shù)據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于釆集載荷 數(shù)據。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、 提供一種遠程實時監(jiān)測抽油機井工況的裝置。
2、 為示功儀的數(shù)據傳輸提供多種無線網絡傳輸方式，可以在不同的地區(qū) 選擇質優(yōu)價廉的網絡服務。
43、 簡化測量計算抽油機沖程的裝置和算法，提高測量沖程的準確性。
4、 提高示功儀的耐用性，選擇更加抗撞抗曬抗凍的金屬材料制作示功儀
的外殼；而且示功儀采用模塊化可拆卸式結構，便于調試和更換元器件。
5、 為抽油機井工況診斷及產液量計算提供實時功圖，也為油田地面流程 簡化優(yōu)化提供了技術保障。
此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部 分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中
圖1為本發(fā)明的抽油井示功儀的結構示意圖2為本發(fā)明的抽油井示功儀中數(shù)字采集電路的結構示意圖；以及
圖3為本發(fā)明的抽油井示功儀的工作過程說明圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實 施例和附圖，對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
本申請?zhí)峁┮环N抽油井示功儀。下面參照圖1到圖3，詳細描述根據本發(fā)
明的抽油井示功儀的結構組成和工作方式。該儀器包括 一次性高能鋰亞電
池l、無線數(shù)據傳輸模塊2、數(shù)據采集電路3和載荷傳感器4。無線數(shù)據傳輸 模塊2和數(shù)據采集電路3之間接口是RS232串口連接，數(shù)據采集電路3和載 荷傳感器4之間也是RS232串口連接。
如圖2所示數(shù)據采集電路3包括，數(shù)據處理控制單元31、三軸加速度傳 感器芯片32、天文時鐘芯片33、存儲芯片34、電源管理芯片35。數(shù)據處理 控制單元31用于控制指令的分析和數(shù)據的分析處理，加速度傳感器32用于 采集加速度數(shù)據，天文時鐘芯片33用于產生采集數(shù)據的時鐘信號，存儲芯片34用于存儲所述分析處理后的數(shù)據，電源管理芯片35用于控制為所述示功儀 的各組成部件供電，如無線數(shù)據傳輸模塊2和載荷傳感器4。此外，數(shù)據采集 電路中還包括濾波、防過流、防過壓、防反接的保護單元。數(shù)據處理控制單 元31可以為微功耗MSP430芯片。工業(yè)級的微功耗單片機MSP430，運行環(huán)境 溫度為一40 85'C，有多種節(jié)電模式，可遠程在線升級程序。該單片機的應 用，節(jié)省了電源功耗，延長了抽油井示功儀的壽命，提高了工作效率。
無線數(shù)據采集模塊4可以為GPRS模塊，也可以是CDMA、 SCDMA、 2.4G、 5.8G、 ZigBee等其它無線模塊，實現(xiàn)數(shù)據傳輸。
本發(fā)明的抽油井示功儀采用實時在線工作模式。此外為了節(jié)約功耗，也 可以采用休眠一喚醒工作模式。具體例如以一天為一個周期，每隔一定時間 間隔示功儀開始工作，采集一組數(shù)據并以時間為標志，保存到存儲芯片中以 備遠程計算機或服務器采集。
下面參照圖3，以實時在線工作模式為例詳細說明本發(fā)明抽油井示功儀的 工作過程。無線數(shù)據傳輸模塊2接收遠程計算機或服務器的指令，數(shù)據采集 電路3分析該指令，并根據該指令啟動載荷傳感器4和加速度傳感器32執(zhí)行 采集數(shù)據，然后數(shù)據處理控制單元31對該數(shù)據進行分析處理，并將分析處理 后的數(shù)據保存到存儲芯片34內，最后通過無線數(shù)據傳輸模塊2回復給遠程計 算機或服務器的指令。這樣在遠程計算機或服務器上就能看到任一時間周期 內的加速度數(shù)據和載荷數(shù)據，將通過加速度計算出的沖程作x軸，與沖程同 步的載荷數(shù)據作y軸，繪制成的地面功圖。采用地面示功圖轉化為泵功圖進 行抽油機井工況診斷及計算油井產液量。其中遠程計算機或服務器是指不直 接和示功儀用信號線連接的筆記本電腦、計算機、服務器等。本申請的抽油 井示功儀是一個集數(shù)據采集、數(shù)據處理、存儲和網絡傳輸于一體的儀器，采 用金屬材料制作成可拆卸式結構，直接安裝到抽油機井口的懸繩器上，無須 其他任何接線。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而己， 并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任 何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種抽油井示功儀，該示功儀包括無線數(shù)據傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據；數(shù)據采集模塊，用于解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據和載荷數(shù)據，對所述數(shù)據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于采集載荷數(shù)據。
2、 根據權利要求1所述的示功儀，其特征在于，所述數(shù)據釆集模塊包括 加速度傳感器，用于采集加速度數(shù)據；存儲單元，用于存儲所述分析處理后的數(shù)據； 時鐘單元，用于產生采集數(shù)據的時鐘信號； 電源管理單元，用于控制為所述示功儀供電。
3、 根據權利要求2所述的示功儀，其特征在于，所述數(shù)據采集模塊還包 括保護單元，用于濾波、防過流、防過壓和防反接。
4、 根據權利要求l所述的示功儀，其特征在于無線數(shù)據傳輸模塊和數(shù) 據采集模塊之間，以及數(shù)據采集模塊與載荷傳感器之間通過RS232串口連接。
5、 根據權利要求1所述的示功儀，其特征在于所述無線數(shù)據傳輸模塊 為GPRS模塊、CDMA模塊、SCDMA模塊、2.4G模塊、5. 8G模塊或ZigBee模塊。
6、 根據權利要求1所述的示功儀，其特征在于，該示功儀還包括供電
全文摘要
本發(fā)明提供一種抽油井示功儀，該示功儀包括無線數(shù)據傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據；數(shù)據采集模塊，用于解析所述操作指令，根據所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據和載荷數(shù)據，對所述數(shù)據進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于采集載荷數(shù)據。本發(fā)明提供一種遠程實時監(jiān)測抽油機井工況的裝置，提供多種無線網絡傳輸方式，簡化測量計算抽油機沖程的裝置和算法，提高測量沖程的準確性，為抽油機井工況診斷及產液量計算提供實時功圖，也為油田地面流程簡化優(yōu)化提供了技術保障。
文檔編號E21B47/12GK101509372SQ20091008084
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權日2009年3月24日
發(fā)明者檀朝鑾, 檀革勤, 黃素娟 申請人:北京雅丹石油技術開發(fā)有限公司