螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油田采油領(lǐng)域，涉及一種油田螺桿泵的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，具體是螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)發(fā)展和完善，螺桿泵舉升工藝技術(shù)已成熟配套，并在全國各油田得到了較大規(guī)模應(yīng)用，成為主要舉升方式之一；但目前現(xiàn)有技術(shù)在系統(tǒng)工作參數(shù)的采集，尤其是光桿扭矩、光桿軸向力和工作轉(zhuǎn)速等測試、數(shù)據(jù)錄取等方面還存在一些不適應(yīng)性，主要表現(xiàn)在以下幾方面:一是測試過程繁瑣，測試效率低。在光桿安裝傳感器的前提下，測試時首先要停機(jī)，然后需在傳感器上連接無線發(fā)射裝置后再啟機(jī)，通過筆記本電腦在現(xiàn)場無線接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后再停機(jī)，拆卸無線發(fā)射裝置后再啟機(jī)恢復(fù)正常生產(chǎn)。二是測試過程危險性大，存在一定的安全隱患。由于測試需要兩次停機(jī)和兩次啟機(jī)，在此過程中如果地面驅(qū)動反轉(zhuǎn)控制安全防護(hù)裝置失效，就會產(chǎn)生抽油桿柱高速反轉(zhuǎn)甚至飛輪現(xiàn)象，給現(xiàn)場測試人員和地面設(shè)備帶來危險。
[0003]三是測試數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。這不僅加大了勞動力度和工作負(fù)擔(dān)，螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)是系統(tǒng)運(yùn)行狀況分析和故障診斷的重要依據(jù)，尤其是近幾年數(shù)字化油田的興起，實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的連續(xù)在線監(jiān)測更顯得尤為重要，然而現(xiàn)有技術(shù)卻無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有設(shè)備存在的測試過程繁瑣且測試效率低、測試過程危險性大以及測試數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的問題，本實(shí)用新型提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對參數(shù)實(shí)時采集及遠(yuǎn)程無線傳輸，危險性低且效率高，符合油田數(shù)字化要求的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，其具體技術(shù)方案如下:
[0005]螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括殼體及縱向貫穿殼體中部與殼體連接的管狀彈性體，所述彈性體內(nèi)側(cè)上下兩端連接有限位擋圈，所述殼體內(nèi)部固定有扭矩應(yīng)變計、軸向力應(yīng)變計、陀螺儀及溫度傳感器，所述扭矩應(yīng)變計、軸向力應(yīng)變計、陀螺儀及溫度傳感器分別與控制電路連接，所述控制電路與無線數(shù)據(jù)傳輸單元連接，所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元以無線的方式與應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)連接；所述控制電路上連接有電池組；所述殼體側(cè)壁上開有開口，開口上連接有銘牌。
[0006]所述控制電路包括供電電路、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路及分別與A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸入端連接的軸向力參數(shù)信號差分儀表放大電路、扭矩參數(shù)信號差分儀表放大電路及溫度信號差分儀表放大電路；所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元包括無線數(shù)據(jù)收發(fā)器及固定在殼體外側(cè)與無線數(shù)據(jù)發(fā)送器連接的天線；所述應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)包括計算機(jī)、手持終端及分別連接在計算機(jī)及手持終端上的無線數(shù)據(jù)接收器。
[0007]所述殼體包括環(huán)形護(hù)罩及分別設(shè)在環(huán)形護(hù)罩上下端的平臺，彈性體與平臺連接。
[0008]所述銘牌與殼體連接的邊沿處設(shè)有防水膠圈。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:本產(chǎn)品可以通過其內(nèi)設(shè)的扭矩應(yīng)變計、軸向力應(yīng)變計、陀螺儀及溫度傳感器，有效的采集設(shè)備的光桿扭矩、軸向力、轉(zhuǎn)速、溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，通過無線的形式發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)例如控制中心的計算機(jī)或工作人員的手持終端上，這樣可以有效的避免測試過程繁瑣且危險性大等問題；操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0012]圖中:1-殼體，2-彈性體，3-限位擋圈，4-扭矩應(yīng)變計，5-軸向力應(yīng)變計，6-陀螺儀，7-溫度傳感器，8-控制電路，9-應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)，10-電池組，11-銘牌，12-天線，13-環(huán)形護(hù)罩，14-平臺。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了便于理解，下面結(jié)合圖1及圖2對本實(shí)用新型作出進(jìn)一步的說明:
[0014]實(shí)施例1:螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括殼體I及縱向貫穿殼體I中部與殼體I連接的環(huán)狀彈性體2，彈性體2將電機(jī)輸出的扭矩傳遞給光桿，并承受由光桿傳遞過來的軸向力，因此同時受到扭矩和軸向力兩種載荷作用，同時由于彈性體2為環(huán)狀圓筒形，這使得扭矩應(yīng)變計4及軸向力應(yīng)變計5在采集數(shù)據(jù)時，通過適當(dāng)?shù)臉蚴竭B接，可以很方便地分解扭矩和軸向力信號，使得兩者信號互相獨(dú)立；所述彈性體2內(nèi)側(cè)上下兩端連接有限位擋圈3，當(dāng)然限位擋圈3的尺寸可以根據(jù)光桿直徑的不同而進(jìn)行選擇，以保證各傳感器與光桿的同軸性；所述殼體I內(nèi)部固定有扭矩應(yīng)變計4、軸向力應(yīng)變計5、陀螺儀6及溫度傳感器7，其中，扭矩應(yīng)變計4用于采集扭矩參數(shù)，軸向力應(yīng)變計5用于采集軸向力參數(shù)，陀螺儀6用于采集轉(zhuǎn)速參數(shù)，溫度傳感器7用于采集溫度參數(shù)；此外，為了更好的提高其檢測精度，扭矩應(yīng)變計4可以采用橋式扭矩應(yīng)變計，軸向力應(yīng)變計5可以采用橋式軸向力應(yīng)變計，也就是說扭矩應(yīng)變計4和軸向力應(yīng)變計5可以采用由四個寬溫應(yīng)變片組成全橋電路的方式實(shí)現(xiàn)，其在實(shí)踐過程中可以連接在彈性體2中段外側(cè)；陀螺儀6可以采用三軸陀螺儀，從而實(shí)現(xiàn)光桿轉(zhuǎn)速及姿態(tài)信息的實(shí)時采集；溫度傳感器7采用一個寬溫鉑式溫度測量電阻和三個精密電阻組成全橋電路的方式實(shí)現(xiàn)，采集溫度數(shù)據(jù)有助于油井工況的綜合診斷決策；所述扭矩應(yīng)變計4、軸向力應(yīng)變計5、陀螺儀6及溫度傳感器7分別與控制電路8連接，以便于控制電路8對采集到的數(shù)據(jù)處理和再傳送，在實(shí)踐過程中可以將扭矩應(yīng)變計4、軸向力應(yīng)變計5、陀螺儀6、溫度傳感器7設(shè)計成通過插拔接頭的方式與控制電路8連接；所述控制電路8與無線數(shù)據(jù)傳輸單元連接，從而將采集到的扭矩數(shù)據(jù)、軸向力數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)及溫度數(shù)據(jù)傳送給無線數(shù)據(jù)傳輸單元；所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元以無線的方式與應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)9連接，進(jìn)而通過無線數(shù)據(jù)傳輸單元將數(shù)據(jù)發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)9 ;所述控制電路8上連接有電池組10，電池組10用于提供電力；所述殼體I側(cè)壁上開有開口，開口上連接有銘牌11，開設(shè)開口的目的主要在于對電池組10和控制電路8的更換和檢修。
[0015]實(shí)施例2:本實(shí)施例進(jìn)一步的給出了實(shí)踐過程中，控制電路8所使用的部件，即所述控制電路8包括供電電路、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路及分別與A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸入端連接的軸向力參數(shù)信號差分儀表放大電路、扭矩參數(shù)信號差分儀表放大電路及溫度信號差分儀表放大電路，其中供電電路用于對供電電源進(jìn)行分壓分流，以便于更好的為負(fù)載電路進(jìn)行供電，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路用于對數(shù)據(jù)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，也就是實(shí)施例1中所提到的控制電路8對數(shù)據(jù)所進(jìn)行的處理；所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元包括無線數(shù)據(jù)發(fā)送器及固定在殼體I外側(cè)與無線數(shù)據(jù)發(fā)送器連接的天線12，天線12與無線數(shù)據(jù)發(fā)送器之間可以采用通過專用接頭連接；所述應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)9包括計算機(jī)、手持終端及分別連接在計算機(jī)及手持終端上的無線數(shù)據(jù)接收器。
[0016]實(shí)施例3:進(jìn)一步的，為了讓本產(chǎn)品達(dá)到更好的檢測及密封效果，所述殼體I包括環(huán)形護(hù)罩13及分別設(shè)在環(huán)形護(hù)罩13上下端的平臺14，彈性體2與平臺14連接，在實(shí)踐過程中，彈性體2與平臺14通過螺栓連接，并且平臺14與環(huán)形護(hù)罩13連接處開設(shè)凹槽，環(huán)形護(hù)罩13上與凹槽對應(yīng)出設(shè)置卡凸，開口及銘牌11設(shè)在環(huán)形護(hù)罩13上，這樣使得將環(huán)形護(hù)罩13放入平臺14的凹槽中后，環(huán)形護(hù)罩13可以進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，從而更加方便了對其內(nèi)部設(shè)備的更換及檢修，同時也使彈性體2的受力不產(chǎn)生干擾，保證了測量精度。
[0017]實(shí)施例4:進(jìn)一步的，為了更好提高本產(chǎn)品的防塵及防水效果，所述銘牌11與殼體I連接的邊沿處設(shè)有防水膠圈，從而有效的提高產(chǎn)品的防塵及防水性。
[0018]有益效果:操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)；有效的解決了現(xiàn)有設(shè)備存在的測試過程繁瑣且測試效率低、測試過程危險性大以及測試數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括殼體(I)及縱向貫穿殼體(I)中部與殼體(I)連接的管狀彈性體(2)，其特征在于:所述彈性體(2)內(nèi)側(cè)上下兩端連接有限位擋圈(3 )，所述殼體(I)內(nèi)部固定有扭矩應(yīng)變計(4 )、軸向力應(yīng)變計(5 )、陀螺儀(6 )及溫度傳感器(7)，所述扭矩應(yīng)變計(4)、軸向力應(yīng)變計(5)、陀螺儀(6)及溫度傳感器(7)分別與控制電路(8)連接，所述控制電路(8)與無線數(shù)據(jù)傳輸單元連接，所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元以無線的方式與應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)(9)連接；所述控制電路(8)上連接有電池組(10);所述殼體(I)側(cè)壁上開有開口，開口上連接有銘牌(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路(8 )包括供電電路、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路及分別與A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸入端連接的軸向力參數(shù)信號差分儀表放大電路、扭矩參數(shù)信號差分儀表放大電路及溫度信號差分儀表放大電路；所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元包括無線數(shù)據(jù)收發(fā)器及固定在殼體(I)外側(cè)與無線數(shù)據(jù)發(fā)送器連接的天線(12);所述應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)(9)包括計算機(jī)、手持終端及分別連接在計算機(jī)及手持終端上的無線數(shù)據(jù)接收器。
3.如權(quán)利要求1所述的螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體(I)包括環(huán)形護(hù)罩(13)及分別設(shè)在環(huán)形護(hù)罩(13)上下端的平臺(14)，彈性體(2)與平臺(14)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述銘牌(11)與殼體(I)連接的邊沿處設(shè)有防水膠圈。
【專利摘要】螺桿泵機(jī)采井工作參數(shù)遠(yuǎn)程無線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)。能解決現(xiàn)有設(shè)備存在的測試過程繁瑣且測試效率低、測試過程危險性大以及測試數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的問題。包括殼體及縱向貫穿殼體中部與殼體連接的管狀彈性體，所述彈性體內(nèi)側(cè)上下兩端連接有限位擋圈，所述殼體內(nèi)部固定有扭矩應(yīng)變計、軸向力應(yīng)變計、陀螺儀及溫度傳感器，所述扭矩應(yīng)變計、軸向力應(yīng)變計、陀螺儀及溫度傳感器分別與控制電路連接，所述控制電路與無線數(shù)據(jù)傳輸單元連接，所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元以無線的方式與應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)連接；所述控制電路上連接有電池組；所述殼體側(cè)壁上開有開口，開口上連接有銘牌。操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)。
【IPC分類】E21B47-008
【公開號】CN204552739
【申請?zhí)枴緾N201520265582
【發(fā)明人】王曉華, 王衛(wèi)江, 王親猛
【申請人】薛勇, 高健天
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月29日