一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于石油【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于：包括載荷傳感器，信號(hào)變換器，加速度傳感器，射頻控制芯片，位移標(biāo)定接口，存儲(chǔ)器，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，3G收發(fā)模塊，3G網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)，因特網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)，后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)，后臺(tái)控制系統(tǒng)，手機(jī)設(shè)備，iPad設(shè)備，電源，所述載荷傳感器與信號(hào)變換器連接，所述加速度傳感器接射頻控制芯片c端，所述位移標(biāo)定接口接射頻控制芯片e端，所述3G網(wǎng)絡(luò)接網(wǎng)關(guān)a端，所述網(wǎng)關(guān)b端接手機(jī)設(shè)備，c端接iPad設(shè)備，d端接防火墻，所述防火墻接工業(yè)以太網(wǎng)，所述工業(yè)以太網(wǎng)接因特網(wǎng)、后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)、后臺(tái)控制系統(tǒng)，所述電源接射頻控制芯片和網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器。
【專利說(shuō)明】一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通信等新技術(shù)的快速發(fā)展，如何在石油勘探中高效采集抽油機(jī)的工作情況及故障的判斷成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，簡(jiǎn)化了很多操作流程。
[0003]然而目前，油田了解和掌握油井是否正常開(kāi)采工作的方式是采用人工定期現(xiàn)場(chǎng)巡邏，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量油井工作狀態(tài)參數(shù)以了解油井的工作狀況。大多數(shù)油田采用測(cè)量抽油機(jī)一個(gè)沖次時(shí)間里的上沖程電流值、下沖程電流值，再計(jì)算下沖程電流值跟上沖程電流值的比值是否在規(guī)定的80% -120%范圍內(nèi)以了解油井的開(kāi)采工作狀況。
[0004]采用人工巡邏和人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的缺陷在于:一、可靠性差。主要的原因是:信息的來(lái)源不一定可靠，人為因素太多。比如只通過(guò)看抽油機(jī)的橫梁是否在轉(zhuǎn)動(dòng)，確定一個(gè)油井是否還在抽油。二、實(shí)時(shí)性差。由于人工定期巡邏的時(shí)間跟實(shí)際發(fā)生故障的時(shí)刻無(wú)法保持一致，因此總存在得到的油井工況信息過(guò)遲的現(xiàn)象。最嚴(yán)重的延遲能達(dá)到一個(gè)巡邏周期，可能是24小時(shí)甚至更長(zhǎng)。如果增加油田工人和巡邏人員的人員或班次，勢(shì)必會(huì)增加油田的生產(chǎn)成本。同時(shí)，因抽油機(jī)均工作于野外，且為不規(guī)則分布，分布最散時(shí)達(dá)十幾公里一口井，在抽油機(jī)所在地段大部分沒(méi)有硬質(zhì)路面經(jīng)過(guò)，環(huán)境惡劣，增加了油田工人和巡邏人員生產(chǎn)的不安全因素。尤其是暴風(fēng)雨雪等惡劣天氣時(shí)，這種不安全因素會(huì)大大增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出人工巡邏和人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量可靠性差，實(shí)時(shí)性差，成本高等問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):本實(shí)用新型提供一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于:包括載荷傳感器，信號(hào)變換器，無(wú)線設(shè)備A，加速度傳感器，射頻控制芯片，位移標(biāo)定接口，存儲(chǔ)器，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，3G收發(fā)模塊，無(wú)線設(shè)備B，復(fù)位模塊，3G網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)，防火墻，因特網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)，后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)，后臺(tái)控制系統(tǒng)，晶振模塊，手機(jī)設(shè)備，iPad設(shè)備，電源，所述載荷傳感器與信號(hào)變換器連接，所述信號(hào)變換器接射頻控制芯片a端，所述無(wú)線設(shè)備A的一端接射頻控制芯片b端，所述加速度傳感器接射頻控制芯片c端，所述位移標(biāo)定接口接射頻控制芯片e端，所述射頻控制芯片d端接網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器的a端，所述網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器的b端接3G收發(fā)模塊的一端，c端接存儲(chǔ)器，d端接復(fù)位模塊，e端接系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，f端接晶振模塊，所述無(wú)線設(shè)備A的另一端接3G網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)線設(shè)備B的一端3G網(wǎng)絡(luò)，另一端接3G收發(fā)模塊的另一端，所述3G網(wǎng)絡(luò)接網(wǎng)關(guān)a端，所述網(wǎng)關(guān)b端接手機(jī)設(shè)備，c端接iPad設(shè)備，d端接防火墻，所述防火墻接工業(yè)以太網(wǎng)，所述工業(yè)以太網(wǎng)接因特網(wǎng)、后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)、后臺(tái)控制系統(tǒng)，所述電源接射頻控制芯片和網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器。
[0007]所述射頻控制芯片選用CC2530型號(hào)的SOC芯片。
[0008]所述電源選用2節(jié)串聯(lián)的3V7號(hào)干電池。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]I本專利的載荷傳感器用于獲取抽油機(jī)工作時(shí)抽油桿的壓力數(shù)據(jù)。這個(gè)壓力數(shù)據(jù)是模擬數(shù)據(jù)，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳給主控芯片CC2530。
[0011]2本專利的位移傳感器采用高精度的數(shù)字脈沖傳感器，減少測(cè)量誤差。其外部信號(hào)接口為2條信號(hào)線:第一條信號(hào)線的高低電平用來(lái)監(jiān)測(cè)位移的增減(即變化方向)，第二條信號(hào)線與射頻控制芯片的外部中斷引腳相連，利用其產(chǎn)生的中斷個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)量(檢測(cè)位移的大小)。
[0012]3本專利的射頻控制芯片能夠測(cè)量電池的電壓，系統(tǒng)利用該功能可以實(shí)現(xiàn)電源實(shí)時(shí)狀況的測(cè)量，并且可以在與數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的通信中附加此類信息；紅外模塊用來(lái)掃描外來(lái)人員出入情況；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示電路可顯示MCU是否處于工作狀態(tài)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好。
[0013]4本專利中的網(wǎng)關(guān)模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，集成了 ZigBee網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器和3G接入模塊，主要負(fù)責(zé)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)建立、數(shù)據(jù)透?jìng)鳌?G網(wǎng)絡(luò)接入等任務(wù)。ZigBee通信模塊(協(xié)調(diào)器)采用CC2530芯片上系統(tǒng)(SOC)，通過(guò)3G收發(fā)模塊完成3G網(wǎng)絡(luò)接入，其成本低，價(jià)格便宜。
[0014]5本專利啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)上的協(xié)調(diào)器模塊建立生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。打開(kāi)石油生產(chǎn)區(qū)域的各個(gè)終端采集節(jié)點(diǎn)，安裝在抽油井上的采集終端定時(shí)進(jìn)行各個(gè)信道的掃描，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)信道后與信道內(nèi)就近的Zigbee路由節(jié)點(diǎn)或協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)建立連接。采集終端通過(guò)附加到自身上的加速度傳感器和載荷傳感器獲取抽油桿I個(gè)完整工作周期內(nèi)的位移和載荷變化信息，這些信息經(jīng)過(guò)自身MCU的處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)存入大容量的Flash存儲(chǔ)器，完成數(shù)據(jù)的采集，其可靠性好。
[0015]6本專利采集終端將數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼并將編碼數(shù)據(jù)傳給已經(jīng)連接到的路由節(jié)點(diǎn)或者協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)關(guān)端完成ZigBee與3G網(wǎng)絡(luò)這2種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線3G網(wǎng)絡(luò)的平滑對(duì)接和與監(jiān)測(cè)中心的可靠數(shù)據(jù)通信。采集終端采用低功耗的工作方式，即進(jìn)入到所謂的休眠模式(在系統(tǒng)較空閑的時(shí)刻主動(dòng)進(jìn)入)；而與之對(duì)應(yīng)情況是，采集終端在接收到時(shí)鐘中斷或協(xié)調(diào)器的喚醒命令時(shí)退出休眠模式。
[0016]7本專利的監(jiān)測(cè)中心把從協(xié)調(diào)器搜集的生產(chǎn)作業(yè)信息進(jìn)行格式化存儲(chǔ)，在必要的時(shí)候進(jìn)行提取和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)油井工作狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、對(duì)設(shè)備故障的診斷及異常狀況的預(yù)警，此外，還可以將動(dòng)態(tài)分析結(jié)果通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員或者工作人員，使其根據(jù)診斷結(jié)果有針對(duì)性地進(jìn)行故障排除。
[0017]8本專利采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù),其功耗低,成本低,可通過(guò)手機(jī)設(shè)備，iPad設(shè)備，實(shí)時(shí)關(guān)注石油開(kāi)采情況，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)應(yīng)對(duì)，方便快捷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0020]圖中:1-載荷傳感器，2-信號(hào)變換器，3-無(wú)線設(shè)備A，4-加速度傳感器，5-射頻控制芯片，6-位移標(biāo)定接口，7-存儲(chǔ)器，8-系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，9-網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，10-3G收發(fā)模土夾，11-無(wú)線設(shè)備B，12-復(fù)位模塊，13-3G網(wǎng)絡(luò)，14-網(wǎng)關(guān)，15-防火墻，16-因特網(wǎng)，17-工業(yè)以太網(wǎng)，18_后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)，19_后臺(tái)控制系統(tǒng)，20_晶振I旲塊，21~手機(jī)設(shè)備，22_iPad設(shè)備，23-電源。
[0021]實(shí)施例:
[0022]本實(shí)施例包括:載荷傳感器I，信號(hào)變換器2，無(wú)線設(shè)備A3，加速度傳感器4，射頻控制芯片5，位移標(biāo)定接口 6，存儲(chǔ)器7，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈8，網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器9，3G收發(fā)模塊10，無(wú)線設(shè)備B11，復(fù)位模塊12，3G網(wǎng)絡(luò)13，網(wǎng)關(guān)14，防火墻15，因特網(wǎng)16，工業(yè)以太網(wǎng)17，后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)18,后臺(tái)控制系統(tǒng)19,晶振I旲塊20,手機(jī)設(shè)備21, iPad設(shè)備22,電源23,載荷傳感器I與信號(hào)變換器2連接，信號(hào)變換器2接射頻控制芯片5a端，無(wú)線設(shè)備A3的一端接射頻控制芯片5b端，加速度傳感器4接射頻控制芯片5c端，位移標(biāo)定接口 6接射頻控制芯片5e端，射頻控制芯片5d端接網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器9的a端，網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器9的b端接3G收發(fā)模塊10的一端，c端接存儲(chǔ)器7，d端接復(fù)位模塊12，e端接系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈8，f端接晶振模塊20，無(wú)線設(shè)備A3的另一端接3G網(wǎng)絡(luò)13，無(wú)線設(shè)備Bll的一端3G網(wǎng)絡(luò)13，另一端接3G收發(fā)模塊10的另一端，3G網(wǎng)絡(luò)13接網(wǎng)關(guān)14a端，網(wǎng)關(guān)14b端接手機(jī)設(shè)備21，c端接iPad設(shè)備22，d端接防火墻15，防火墻15接工業(yè)以太網(wǎng)17，工業(yè)以太網(wǎng)17接因特網(wǎng)16、后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)18、后臺(tái)控制系統(tǒng)19，電源23接射頻控制芯片5和網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器9。
[0023]利用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于:包括載荷傳感器，信號(hào)變換器，無(wú)線設(shè)備A，加速度傳感器，射頻控制芯片，位移標(biāo)定接口，存儲(chǔ)器，系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，3G收發(fā)模塊，無(wú)線設(shè)備B，復(fù)位模塊，3G網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)，防火墻，因特網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)，后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)，后臺(tái)控制系統(tǒng)，晶振模塊，手機(jī)設(shè)備，iPad設(shè)備，電源，所述載荷傳感器與信號(hào)變換器連接，所述信號(hào)變換器接射頻控制芯片a端，所述無(wú)線設(shè)備A的一端接射頻控制芯片b端，所述加速度傳感器接射頻控制芯片c端，所述位移標(biāo)定接口接射頻控制芯片e端，所述射頻控制芯片d端接網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器的a端，所述網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器的b端接3G收發(fā)模塊的一端，c端接存儲(chǔ)器，d端接復(fù)位模塊，e端接系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，f端接晶振模塊，所述無(wú)線設(shè)備A的另一端接3G網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)線設(shè)備B的一端3G網(wǎng)絡(luò)，另一端接3G收發(fā)模塊的另一端，所述3G網(wǎng)絡(luò)接網(wǎng)關(guān)a端，所述網(wǎng)關(guān)b端接手機(jī)設(shè)備，c端接iPad設(shè)備，d端接防火墻，所述防火墻接工業(yè)以太網(wǎng)，所述工業(yè)以太網(wǎng)接因特網(wǎng)、后臺(tái)監(jiān)視系統(tǒng)、后臺(tái)控制系統(tǒng)，所述電源接射頻控制芯片和網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于:所述射頻控制芯片選用CC2530型號(hào)的SOC芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能監(jiān)控石油開(kāi)采設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于:所述電源選用2節(jié)串聯(lián)的3V7號(hào)干電池。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK204098865SQ201420368374
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】鄭川林 申請(qǐng)人:天津市盛喜工貿(mào)有限公司