專利名稱：采用gps定位技術(shù)的油井憋壓試驗記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
采用GPS定位技術(shù)的油井憋壓試驗記錄儀技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于油井用儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種采用GPS定位技術(shù)的油井憋 壓試驗記錄儀。
技術(shù)背景對生產(chǎn)油井定期進行憋壓試驗一直是國內(nèi)各大油田進行采油設(shè)備(抽油機、螺桿 泵等)維護，及早發(fā)現(xiàn)潛在故障的重要手段之一，也是各釆油廠下屬井組工人日常的 主要工作之一。在傳統(tǒng)的油井憋壓試驗中，主要采用人工的方法，運用壓力表和秒表 記錄壓力和對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)，這種方法存在著記錄點數(shù)有限、數(shù)據(jù)的記錄精度受操作 工人的操作水平和責(zé)任心等人為因素的限制，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證、曲線不能及時繪制， 致使診斷的準確性和及時性不強，不能真實反映抽油機和螺桿泵的工況。此前，有人提出過利用智能儀器自動記錄憋壓曲線的想法，但仍然沒有解決各油 田普遍存在的井組工人有時不到實際井口進行憋壓試驗，而是在車間"閉門造車"、 杜撰數(shù)據(jù)，或者用甲井的憋壓數(shù)據(jù)代替乙井的數(shù)據(jù)，或者采用直接更改記錄文件時間 的手段進行作弊的問題。虛假數(shù)據(jù)會造成問題井得不到及時處理，斷送了及早處理故 障設(shè)備的最佳時機，降低釆油設(shè)備的管理水平，給企業(yè)造成重大損失。與本發(fā)明直接相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)如下中國專利專利號CN1108732所提出的"便攜式低功耗智能油井壓力測量記錄儀" 的主要內(nèi)容是"本發(fā)明是用于測量記錄油田產(chǎn)油井的油壓、回壓、水壓、套壓的便攜 式智能儀表，主要由鍵顯電路板、主電路板、通訊插口、充電插口等組成，在測壓時， 將應(yīng)變式壓力傳感器1與安裝在測點的快速單向閥接頭接通后，相應(yīng)的壓力信號即被 采入，經(jīng)處理后的壓力值連同采集時刻信息，可在本發(fā)明中貯存和顯示，也可通過 RS232C通信接口電路14和通信插口 20送往管理計算機進行顯示、打印或做其他后續(xù) 處理，其優(yōu)點是 一臺儀表可對1350個測壓點進行巡回測量和記錄，且精度高，使用 簡便等。"其缺點是-以上方案未解決測壓點與測量記錄的自動對應(yīng)問題，測壓點名稱要么是用戶現(xiàn)場 手工輸入，要么是事后補錄，這就為虛假數(shù)據(jù)的產(chǎn)生埋下了伏筆，使數(shù)據(jù)有可能"張 冠李戴"或被"偷梁換柱"。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種釆用GPS定位技術(shù)的油井憋壓試驗記錄儀，解決了產(chǎn) 油井憋壓試驗記錄儀所記錄的數(shù)據(jù)與井名的自動對應(yīng)問題，徹底杜絕了虛假數(shù)據(jù)的產(chǎn) 生，提高了采集曲線的可信度。本發(fā)明的硬件由智能主機、GPS接收機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力傳感器組成。 數(shù)據(jù)采集模塊通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連，GPS接收機模塊通過 RS232電纜與智能主機的RS232C接口相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過壓力傳感器電纜與壓力 傳感器相連，其原理框圖見圖l。智能主機是包含CPU、彩色液晶顯示屏、觸摸屏、鍵盤、USB主機接口和RS232C 接口部件的嵌入式計算機，比如任意一款包含CPU、彩色液晶顯示屏、觸摸屏、鍵盤、 USB主機接口和RS232C接口部件的PDA (個人數(shù)字助理)均可作為智能主機使用。數(shù)據(jù)采集模塊通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連，GPS接收機模塊通過 RS232電纜與智能主機的RS232C接口相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過壓力傳感器電纜與壓力 傳感器相連。智能主機上運行嵌入式操作系統(tǒng)軟件和符合憋壓試驗要求的嵌入式應(yīng)用 軟件。操作者通過觸摸屏和鍵盤操作主機。智能主機事先通過控制GPS接收機對各待測油井的坐標進行定位，并將定位結(jié)果 連同對應(yīng)的井名信息一同保存在智能主機的數(shù)據(jù)庫中，采用口令對智能主機上的井位 數(shù)據(jù)庫進行訪問權(quán)限控制，只有管理員權(quán)限的用戶才能對該數(shù)據(jù)庫進行修改、寫操作。每次使用本發(fā)明的儀器進行憋壓試驗時，智能主機首先對當前地理位置進行定位， 并根據(jù)定位結(jié)果，按照一定的允許誤差在數(shù)據(jù)庫中査找事先錄入的井名信息，該信息 與之后獲得的壓力數(shù)據(jù)一同作為試驗結(jié)果保存起來。在整個測量過程中，井名信息是 智能主機自動獲取的，無須操作人員現(xiàn)場輸入，既方便了操作又從根本上杜絕了數(shù)據(jù) 造假現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明技術(shù)方案的關(guān)鍵點本發(fā)明創(chuàng)造性地將GPS定位技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)油井的憋壓試驗記錄儀中，利用GPS定位 結(jié)果自動獲取井名信息，徹底杜絕了記錄數(shù)據(jù)的造假現(xiàn)象。 本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果采用本發(fā)明的儀器進行憋壓試驗時，能夠徹底杜絕數(shù)據(jù)造假現(xiàn)象，提高油田的生產(chǎn)設(shè)備管理水平。同時，由于無須操作人員現(xiàn)場錄入井名信息，加快了測量過程，提高了勞動生產(chǎn)率。


圖l為本發(fā)明的原理框圖。圖2為數(shù)據(jù)采集模塊原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明的硬件由智能主機、GPS接收機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力傳 感器以及它們之間的連線組成。智能主機是包含CPU、彩色液晶顯示屏、觸摸屏、鍵盤、USB主機接口和RS232C接 口的嵌入式計算機，比如任意一款包含以上部件的PDA (個人數(shù)字助理)均可作為智能 主機使用。數(shù)據(jù)采集模塊通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連，GPS接收機模塊通過 RS232電纜與智能主機的RS232C接口相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過壓力傳感器電纜與壓力傳 感器相連。智能主機上運行嵌入式操作系統(tǒng)軟件和符合憋壓試驗要求的嵌入式應(yīng)用軟 件。操作者通過觸摸屏和鍵盤操作主機。智能主機事先通過控制GPS接收機對各待測油井的坐標進行定位，并將定位結(jié)果4連同對應(yīng)的井名信息一同保存在智能主機的數(shù)據(jù)庫中，采用口令對智能主機上的井位 數(shù)據(jù)庫進行訪問權(quán)限控制，只有管理員權(quán)限的用戶才能對該數(shù)據(jù)庫進行修改、寫操作。 每次使用本發(fā)明的儀器進行憋壓試驗時，智能主機首先對當前地理位置進行定位， 并根據(jù)定位結(jié)果，按照一定的允許誤差在數(shù)據(jù)庫中查找事先錄入的井名信息，該信息 與之后獲得的壓力數(shù)據(jù)一同作為試驗結(jié)果保存起來。在整個測量過程中，井名信息是 智能主機自動獲取的，無須操作人員現(xiàn)場輸入，既方便了操作又從根本上杜絕了數(shù)據(jù) 造假現(xiàn)象的發(fā)生。目前市場上各種GPS接收機模塊種類繁多，只要選擇一款功耗低、帶RS232C接口 的機型即可在本發(fā)明中使用。本發(fā)明所使用的壓力傳感器屬于應(yīng)變式壓力傳感器，采用5V供電，其輸出是與所 測壓力成正比的電壓信號。數(shù)據(jù)采集模塊的原理框圖如圖2所示。USB從機接口通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連，此USB接口既用來給 數(shù)據(jù)采集模塊供電，又是兩者之間傳遞數(shù)據(jù)的通道。應(yīng)變式壓力傳感器通過壓力傳感 器連接插頭與數(shù)據(jù)采集模塊相連。該插頭為三芯插頭，其中包括+5V電源、正比于測 量壓力的模擬電壓信號和參考電平。為提高測量精度，來自USB總線的未穩(wěn)壓+5V電 源須經(jīng)過穩(wěn)壓電路(REG710)穩(wěn)壓處理后給壓力傳感器和電壓跟隨器供電。壓力傳感 器輸出的壓力信號經(jīng)分壓濾波電路后送給電壓跟隨器，然后再傳送到CPU的A/D轉(zhuǎn)換 輸入端進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。電壓跟隨器由低偏置電壓、低功耗的軌至軌運算放大器AD8551 構(gòu)成。為了保護CPU的模擬轉(zhuǎn)換通道，在電壓跟隨器的輸出端加有鉗位電路。USB端 口保護電路(USBLC6-2SC6)連接在USB總線的D+、 D-端，提供對USB端口的保護， 以防接插USB電纜時可能對USB端口造成的靜電/高壓損傷。編程接口連接CPU的調(diào) 試引腳，用來調(diào)試程序以及將最終的執(zhí)行代碼燒錄在CPU中執(zhí)行。CPU可采用任意一 款內(nèi)置USB引擎、AD轉(zhuǎn)換功能、FlashROM、 SRAM的MCU實現(xiàn)，本實例采用的是 Silicon Laboratories公司出品的C8051F320。紅、綠雙色LED發(fā)光二極管連接在 CPU的任意兩個空閑的I/O引腳上，用來指示數(shù)據(jù)采集模塊的工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種采用GPS定位技術(shù)的油井憋壓試驗記錄儀，其特征在于由智能主機、GPS接收機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力傳感器組成；數(shù)據(jù)采集模塊通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連，GPS接收機模塊通過RS232電纜與智能主機的RS232C接口相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過壓力傳感器電纜與壓力傳感器相連。
2、 按照權(quán)利要求l所述的記錄儀，其特征在于智能主機包含CPU、 彩色液晶顯示屏、觸摸屏、鍵盤、USB主機接口和RS232C接口部件的嵌入 式計算機；數(shù)據(jù)采集模塊通過USB電纜與智能主機的USB主機接口相連， GPS接收機模塊通過RS232電纜與智能主機的RS232C接口相連，數(shù)據(jù)采集 模塊通過壓力傳感器電纜與壓力傳感器相連。
3、 按照權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于:智能主機為包含CPU、 彩色液晶顯示屏、觸摸屏、鍵盤、USB主機接口和RS232C接口部件的 PDA任意一款。
專利摘要一種采用GPS定位技術(shù)的油井憋壓試驗記錄儀，屬于油井用儀表技術(shù)領(lǐng)域。由智能主機、GPS接收機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力傳感器組成。智能主機事先通過控制GPS接收機對各待測油井的坐標進行定位，并將定位結(jié)果連同對應(yīng)的井名信息一同保存在智能主機的數(shù)據(jù)庫中，采用口令對智能主機上的井位數(shù)據(jù)庫進行訪問權(quán)限控制，只有管理員權(quán)限的用戶才能對該數(shù)據(jù)庫進行修改、寫操作。優(yōu)點在于，解決了產(chǎn)油井憋壓試驗記錄儀所記錄的數(shù)據(jù)與井名的自動對應(yīng)問題，徹底杜絕了虛假數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提高了采集曲線的可信度。
文檔編號E21B47/06GK201221350SQ20082010843
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者軍 寧, 張麗輝, 張子良 申請人:北京金禾創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司