專利名稱：抽油井示功儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)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(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測儀器。
背景技術(shù)：
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(chǎn)量具有非常重大的意義。下面介紹幾種現(xiàn)有技 術(shù)
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(zhuǎn)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(jù)釆集板、電池板和應力測試機構(gòu)，角位移傳感器、數(shù)據(jù)采集板和應力測 試機構(gòu)安裝在儀器箱內(nèi)，其應力測試機構(gòu)與抽油機的游梁連接固定，電池板 與數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)，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(jù)或?qū)崟r測
量，也可進行示功圖回放和聯(lián)網(wǎng)檢測。
上述現(xiàn)有技術(shù)普遍存在以下技術(shù)缺陷和不足
1、 在示功儀的材質(zhì)方面，上面的專利均未提到耐用性。
2、 沒有提到GPRS網(wǎng)絡、CDMA網(wǎng)絡、ZigBee網(wǎng)絡、SCDMA網(wǎng)絡等無線數(shù) 據(jù)傳輸技術(shù)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(jù)采集裝置三部 份構(gòu)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù) 的缺陷和不足。
根據(jù)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(jù)傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集 模塊，用于解析所述操作指令，根據(jù)所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據(jù) 和載荷數(shù)據(jù)，對所述數(shù)據(jù)進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于釆集載荷 數(shù)據(jù)。
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(jù)傳輸提供多種無線網(wǎng)絡傳輸方式，可以在不同的地區(qū) 選擇質(zhì)優(yōu)價廉的網(wǎng)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(jié)構(gòu)，便于調(diào)試和更換元器件。
5、 為抽油機井工況診斷及產(chǎn)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(shù)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(gòu)成本申請的一部 分，并不構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)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(jù)本發(fā)
明的抽油井示功儀的結(jié)構(gòu)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(jù)傳輸模塊2、數(shù)據(jù)采集電路3和載荷傳感器4。無線數(shù)據(jù)傳輸 模塊2和數(shù)據(jù)采集電路3之間接口是RS232串口連接，數(shù)據(jù)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(jù)采集電路3包括，數(shù)據(jù)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(jù)處理 控制單元31用于控制指令的分析和數(shù)據(jù)的分析處理，加速度傳感器32用于 采集加速度數(shù)據(jù)，天文時鐘芯片33用于產(chǎn)生采集數(shù)據(jù)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(jù)，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(jù)傳輸模塊2和載荷傳感器4。此外，數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)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(jù)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(jù)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(jù)傳輸模塊2接收遠程計算機或服務器的指令，數(shù)據(jù)采集 電路3分析該指令，并根據(jù)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(jù)，然后數(shù)據(jù)處理控制單元31對該數(shù)據(jù)進行分析處理，并將分析處理 后的數(shù)據(jù)保存到存儲芯片34內(nèi)，最后通過無線數(shù)據(jù)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(nèi)的加速度數(shù)據(jù)和載荷數(shù)據(jù)，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(jù)作y軸，繪制成的地面功圖。采用地面示功圖轉(zhuǎn)化為泵功圖進 行抽油機井工況診斷及計算油井產(chǎn)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(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲和網(wǎng)絡傳輸于一體的儀器，采 用金屬材料制作成可拆卸式結(jié)構(gòu)，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(shù)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(nèi)，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(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種抽油井示功儀，該示功儀包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊，用于解析所述操作指令，根據(jù)所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據(jù)和載荷數(shù)據(jù)，對所述數(shù)據(jù)進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于采集載荷數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的示功儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)釆集模塊包括 加速度傳感器，用于采集加速度數(shù)據(jù)；存儲單元，用于存儲所述分析處理后的數(shù)據(jù)； 時鐘單元，用于產(chǎn)生采集數(shù)據(jù)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(jù)權(quán)利要求2所述的示功儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)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(jù)權(quán)利要求l所述的示功儀，其特征在于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù) 據(jù)采集模塊之間，以及數(shù)據(jù)采集模塊與載荷傳感器之間通過RS232串口連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的示功儀，其特征在于所述無線數(shù)據(jù)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(jù)權(quán)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(jù)傳輸模塊，用于接收操作指令和回復分析處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊，用于解析所述操作指令，根據(jù)所述操作指令控制執(zhí)行采集加速度數(shù)據(jù)和載荷數(shù)據(jù)，對所述數(shù)據(jù)進行分析和處理；以及載荷傳感器，用于采集載荷數(shù)據(jù)。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(wǎng)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(chǎn)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(shù)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(quán)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(shù)開發(fā)有限公司