抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]抽油機(jī)井實(shí)時(shí)評價(jià)是指通過對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)故障診斷及預(yù)報(bào)等功能，指導(dǎo)生產(chǎn)以期望達(dá)到生產(chǎn)的優(yōu)化管理和使經(jīng)濟(jì)效益最大化的目的。抽油機(jī)井實(shí)時(shí)評價(jià)主要關(guān)注三個方面的問題:一是生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行正常，不出故障，能夠達(dá)到設(shè)備的使用目的，其涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域就是故障診斷及預(yù)報(bào)；二是能夠更好的認(rèn)識設(shè)備，通過設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)獲得和了解過程工藝參數(shù)，服務(wù)于全局；三是設(shè)備的優(yōu)化選擇，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、節(jié)能降耗、效率等方面對設(shè)備進(jìn)行考核或者提供設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用優(yōu)化方案。評價(jià)所需要的參數(shù)，有些是容易獲得的，有些是不容易獲得的，全面獲取這些參數(shù)既不易實(shí)現(xiàn)，也不符合經(jīng)濟(jì)要求，因此需要選取某個或某幾個關(guān)鍵參數(shù)作為評價(jià)的基本參數(shù)，在抽油機(jī)長期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)對這些參數(shù)進(jìn)行連續(xù)采樣分析，以獲取抽油機(jī)的變化趨勢，從而達(dá)到評價(jià)的目的。這些參數(shù)首先必須是能夠較為全面的反映系統(tǒng)工況，且具有長期穩(wěn)定和高可靠的數(shù)據(jù)獲取途徑，其次應(yīng)該具有高精度和低成本、易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。只有這樣，才能符合滿足對抽油機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn)變化趨勢描述的要求。
[0003]目前對于抽油機(jī)采油系統(tǒng)的實(shí)時(shí)評價(jià)主要采用懸點(diǎn)示功圖分析的方法，這種方法用到的載荷傳感器安裝在連續(xù)移動的抽油機(jī)光桿上，且長期處于交變載荷的拉伸過程中，容易引起彈性系數(shù)發(fā)生變化甚至失效，對于高可靠、高精度、低成本的目標(biāo)難以兼顧，這嚴(yán)重影響了實(shí)時(shí)評價(jià)的效果。位移、載荷傳感器需要安裝在機(jī)架和光桿上，并通過較長距離的引線與主控儀表相連，加上載荷傳感器與引線隨著抽油機(jī)運(yùn)動而運(yùn)動，不僅容易出現(xiàn)故障，而且容易被盜竊或破壞，致使可靠性下降，維護(hù)工作量增大，成本增高。大多數(shù)示功圖分析方法都是靜態(tài)的，忽略了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性。為此我們發(fā)明了一種新的抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)，解決了以上技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控的抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)，該抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)包括無線加速度傳感器模塊和電參數(shù)采集模塊，該無線加速度傳感器模塊固定于抽油機(jī)光桿上，并通過短距離無線傳輸方式將光桿位移信號傳送給該電參數(shù)采集模塊，該電參數(shù)采集模塊采集抽油機(jī)電機(jī)的電壓與電流信號，將采集到的電壓與電流信號進(jìn)行調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，再根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換后的電壓與電流信號得到電功率數(shù)據(jù)，并將電功率數(shù)據(jù)和抽油機(jī)光桿位移信息通過GPRS同步傳送給信息中心。
[0006]本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
[0007]該無線加速度傳感器模塊包括依次連接的加速度傳感器、信號調(diào)理電路、單片機(jī)系統(tǒng)和無線發(fā)送電路，該加速度傳感器把抽油機(jī)光桿的加速度信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，通過該信號調(diào)理電路對電信號進(jìn)行放大、濾波、電平轉(zhuǎn)換，變成可以被該單片機(jī)系統(tǒng)直接測量的信號，該單片機(jī)系統(tǒng)對電信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，通過計(jì)算分析得到光桿位移的數(shù)字量信號，并通過該無線發(fā)送電路將數(shù)字量信號傳送給該電參數(shù)采集模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0008]該加速度傳感器、該信號調(diào)理電路、該單片機(jī)系統(tǒng)和該無線發(fā)送電路整體封裝在殼體中。
[0009]該電參數(shù)采集模塊包括電壓傳感器、電壓調(diào)理電路、電流傳感器、電流調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、DSP系統(tǒng)、GPRS通訊電路和無線接收電路，該電壓傳感器采集抽油機(jī)的三相電壓信號，并將采集的三相電壓信號傳輸給電壓調(diào)理電路，該電壓調(diào)理電路連接于該電壓傳感器，對三相電壓信號進(jìn)行電平與極性轉(zhuǎn)換，該電流傳感器采集抽油機(jī)的三相電流信號，并將采集的三相電流信號傳輸給該電流調(diào)理電路，該電流調(diào)理電路連接于該電流傳感器，對三相電流信號進(jìn)行放大、濾波跟隨及電平與極性轉(zhuǎn)換，該A/D轉(zhuǎn)換電路連接于該電壓調(diào)理電路和該電流調(diào)理電路，將經(jīng)過該電壓調(diào)理電路和該電流調(diào)理電路的抽油機(jī)電壓和電流信號進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，該DSP系統(tǒng)連接于該A/D轉(zhuǎn)換電路，對經(jīng)過該A/D轉(zhuǎn)換電路的抽油機(jī)電壓和電流信號進(jìn)行電功率計(jì)算，該無線接收電路連接于該DSP系統(tǒng)，接收該無線加速度傳感器模塊傳來的光桿位移信號，并將抽油機(jī)光桿位移信號傳輸給該DSP系統(tǒng)，該GPRS通訊電路連接于該DSP系統(tǒng)，將電功率數(shù)據(jù)和抽油機(jī)光桿位移信息通過GPRS傳送給信息中心。
[0010]該A/D轉(zhuǎn)換電路采用ADS8365數(shù)據(jù)采集芯片進(jìn)行同步實(shí)時(shí)高速離散采樣。
[0011]該DSP系統(tǒng)采用TMS320F28335型數(shù)字信號處理器。
[0012]該GPRS通訊電路采用S頂900A模塊組成TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制器。
[0013]該電參數(shù)采集模塊還包括電源電路，該電源電路為該電參數(shù)采集模塊中的各個電路提供電源。
[0014]由于懸點(diǎn)示功圖分析方法存在著不可解決的矛盾，采用電功圖分析方法的最大優(yōu)勢在于針對電參數(shù)的測量方法簡便易行、成本低、可靠性和精度高，適合于進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集和大面積推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)，通過無線加速度傳感器實(shí)現(xiàn)光桿位移的測量與上下死點(diǎn)的判定，利用電參數(shù)采集電路實(shí)現(xiàn)三相電壓與三相電流的同步高速采集，利用數(shù)字信號處理芯片(DSP)實(shí)現(xiàn)對電參數(shù)據(jù)的高速處理與精確分析，利用成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將光桿位移信號與電功率數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步遠(yuǎn)程傳送到信息中心，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控的目的。本發(fā)明帶來的有益效果為實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)光桿位移的非接觸式測量，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)光桿位移數(shù)據(jù)的無線傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了三相電壓與三相電流電信號的同步高速采集，并保證了數(shù)據(jù)采集的高速與高精度，實(shí)現(xiàn)電參與諧波的準(zhǔn)確高速計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)了位移數(shù)據(jù)與電參數(shù)的無線遠(yuǎn)傳功能，保證了傳輸速度與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)井的遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)評價(jià)，節(jié)省了大量的人力與物力。該抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)生產(chǎn)成本低，技術(shù)含量高，使用與維護(hù)費(fèi)用少，可靠性強(qiáng)，市場前景好。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)的無線加速度傳感器模塊的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)的電參數(shù)采集模塊的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0018]如圖1、圖2所示，為本實(shí)用新型的抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該抽油機(jī)井電功圖采集系統(tǒng)由無線加速度傳感器模塊和電參數(shù)采集模塊組成。無線加速度傳感器模塊固定于抽油機(jī)光桿上，并通過短距離無線傳輸方式將抽油機(jī)光桿位移信號發(fā)送給電參數(shù)采集模塊。電參數(shù)采集模塊采集抽油機(jī)的電壓與電流信號，將采集到的電壓與電流信號進(jìn)行調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，再將A/D轉(zhuǎn)換后的電壓與電流信號進(jìn)行計(jì)算處理得到電功率數(shù)據(jù)，并將電功率數(shù)據(jù)和抽油機(jī)光桿位移信息通過GPRS同步傳送給信息中心。
[0019]在一實(shí)施例中，無線加速度傳感器模塊包括依次連接的加速度傳感器11、信號調(diào)理電路12、單片機(jī)系統(tǒng)13和無線發(fā)送電路14，加速度傳感器11、信號調(diào)理電路12、單片機(jī)系統(tǒng)13和無線發(fā)送電路14整體封裝在殼體中組成該無線加速度傳感器模塊，該無線加速度傳感模塊通過卡口快速加裝的方式安裝于光桿上。加速度傳感器11把抽油機(jī)光桿的加速度信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，通過信號調(diào)理電路12對電信號進(jìn)行放大、濾波、電平轉(zhuǎn)換，變成可以被單片機(jī)直接測量的信號，單片機(jī)系統(tǒng)13對電信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，通過計(jì)算分析得到光桿位移的數(shù)字量信號，并通過短距離無線發(fā)送電路14將數(shù)據(jù)傳送給電參