螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于油田采油領域，涉及一種油田螺桿泵的數據采集設備，具體是螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著技術發(fā)展和完善，螺桿泵舉升工藝技術已成熟配套，并在全國各油田得到了較大規(guī)模應用，成為主要舉升方式之一；但目前現(xiàn)有技術在系統(tǒng)工作參數的采集，尤其是光桿扭矩、光桿軸向力和工作轉速等測試、數據錄取等方面還存在一些不適應性，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，然后需在傳感器上連接無線發(fā)射裝置后再啟機，通過筆記本電腦在現(xiàn)場無線接收數據，數據采集完成后再停機，拆卸無線發(fā)射裝置后再啟機恢復正常生產。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和兩次啟機，在此過程中如果地面驅動反轉控制安全防護裝置失效，就會產生抽油桿柱高速反轉甚至飛輪現(xiàn)象，給現(xiàn)場測試人員和地面設備帶來危險。
[0003]三是測試數據無法實現(xiàn)在線監(jiān)測。這不僅加大了勞動力度和工作負擔，螺桿泵機采井工作參數是系統(tǒng)運行狀況分析和故障診斷的重要依據，尤其是近幾年數字化油田的興起，實現(xiàn)重要數據的連續(xù)在線監(jiān)測更顯得尤為重要，然而現(xiàn)有技術卻無法實現(xiàn)。
【發(fā)明內容】
[0004]為解決現(xiàn)有設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據無法實現(xiàn)在線監(jiān)測的問題，本實用新型提出了一種能夠實現(xiàn)對參數實時采集及遠程無線傳輸，危險性低且效率高，符合油田數字化要求的實時監(jiān)測系統(tǒng)，其具體技術方案如下:
[0005]螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(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，所述彈性體內側上下兩端連接有限位擋圈，所述殼體內部固定有扭矩應變計、軸向力應變計、陀螺儀及溫度傳感器，所述扭矩應變計、軸向力應變計、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據傳輸單元連接，所述無線數據傳輸單元以無線的方式與應用服務子系統(tǒng)連接；所述控制電路上連接有電池組；所述殼體側壁上開有開口，開口上連接有銘牌。
[0006]所述控制電路包括供電電路、A/D數據轉換電路及分別與A/D數據轉換電路的數據輸入端連接的軸向力參數信號差分儀表放大電路、扭矩參數信號差分儀表放大電路及溫度信號差分儀表放大電路；所述無線數據傳輸單元包括無線數據收發(fā)器及固定在殼體外側與無線數據發(fā)送器連接的天線；所述應用服務子系統(tǒng)包括計算機、手持終端及分別連接在計算機及手持終端上的無線數據接收器。
[0007]所述殼體包括環(huán)形護罩及分別設在環(huán)形護罩上下端的平臺，彈性體與平臺連接。
[0008]所述銘牌與殼體連接的邊沿處設有防水膠圈。
[0009]本實用新型的有益效果:本產品可以通過其內設的扭矩應變計、軸向力應變計、陀螺儀及溫度傳感器，有效的采集設備的光桿扭矩、軸向力、轉速、溫度數據，并將數據進行模數轉換處理后，通過無線的形式發(fā)送至應用服務子系統(tǒng)例如控制中心的計算機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用性強。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2為本實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-扭矩應變計，5-軸向力應變計，6-陀螺儀，7-溫度傳感器，8-控制電路，9-應用服務子系統(tǒng)，10-電池組，11-銘牌，12-天線，13-環(huán)形護罩，14-平臺。
【具體實施方式】
[0013]為了便于理解，下面結合圖1及圖2對本實用新型作出進一步的說明:
[0014]實施例1:螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(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，這使得扭矩應變計4及軸向力應變計5在采集數據時，通過適當的橋式連接，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立；所述彈性體2內側上下兩端連接有限位擋圈3，當然限位擋圈3的尺寸可以根據光桿直徑的不同而進行選擇，以保證各傳感器與光桿的同軸性；所述殼體I內部固定有扭矩應變計4、軸向力應變計5、陀螺儀6及溫度傳感器7，其中，扭矩應變計4用于采集扭矩參數，軸向力應變計5用于采集軸向力參數，陀螺儀6用于采集轉速參數，溫度傳感器7用于采集溫度參數；此外，為了更好的提高其檢測精度，扭矩應變計4可以采用橋式扭矩應變計，軸向力應變計5可以采用橋式軸向力應變計，也就是說扭矩應變計4和軸向力應變計5可以采用由四個寬溫應變片組成全橋電路的方式實現(xiàn)，其在實踐過程中可以連接在彈性體2中段外側；陀螺儀6可以采用三軸陀螺儀，從而實現(xiàn)光桿轉速及姿態(tài)信息的實時采集；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現(xiàn)，采集溫度數據有助于油井工況的綜合診斷決策；所述扭矩應變計4、軸向力應變計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對采集到的數據處理和再傳送，在實踐過程中可以將扭矩應變計4、軸向力應變計5、陀螺儀6、溫度傳感器7設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與無線數據傳輸單元連接，從而將采集到的扭矩數據、軸向力數據、轉速數據及溫度數據傳送給無線數據傳輸單元；所述無線數據傳輸單元以無線的方式與應用服務子系統(tǒng)9連接，進而通過無線數據傳輸單元將數據發(fā)送至應用服務子系統(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側壁上開有開口，開口上連接有銘牌11，開設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]實施例2:本實施例進一步的給出了實踐過程中，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數據轉換電路及分別與A/D數據轉換電路的數據輸入端連接的軸向力參數信號差分儀表放大電路、扭矩參數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行分壓分流，以便于更好的為負載電路進行供電，A/D數據轉換電路用于對數據的模/數轉換，也就是實施例1中所提到的控制電路8對數據所進行的處理；所述無線數據傳輸單元包括無線數據發(fā)送器及固定在殼體I外側與無線數據發(fā)送器連接的天線12，天線12與無線數據發(fā)送器之間可以采用通過專用接頭連接；所述應用服務子系統(tǒng)9包括計算機、手持終端及分別連接在計算機及手持終端上的無線數據接收器。
[0016]實施例3:進一步的，為了讓本產品達到更好的檢測及密封效果，所述殼體I包括環(huán)形護罩13及分別設在環(huán)形護罩13上下端的平臺14，彈性體2與平臺14連接，在實踐過程中，彈性體2與平臺14通過螺栓連接，并且平臺14與環(huán)形護罩13連接處開設凹槽，環(huán)形護罩13上與凹槽對應出設置卡凸，開口及銘牌11設在環(huán)形護罩13上，這樣使得將環(huán)形護罩13放入平臺14的凹槽中后，環(huán)形護罩13可以進行360°旋轉，從而更加方便了對其內部設備的更換及檢修，同時也使彈性體2的受力不產生干擾，保證了測量精度。
[0017]實施例4:進一步的，為了更好提高本產品的防塵及防水效果，所述銘牌11與殼體I連接的邊沿處設有防水膠圈，從而有效的提高產品的防塵及防水性。
[0018]有益效果:操作及使用方便且實用性強；有效的解決了現(xiàn)有設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據無法實現(xiàn)在線監(jiān)測的問題。
【主權項】
1.螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(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)內側上下兩端連接有限位擋圈(3 )，所述殼體(I)內部固定有扭矩應變計(4 )、軸向力應變計(5 )、陀螺儀(6 )及溫度傳感器(7)，所述扭矩應變計(4)、軸向力應變計(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)與無線數據傳輸單元連接，所述無線數據傳輸單元以無線的方式與應用服務子系統(tǒng)(9)連接；所述控制電路(8)上連接有電池組(10);所述殼體(I)側壁上開有開口，開口上連接有銘牌(11)。
2.如權利要求1所述的螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(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數據轉換電路及分別與A/D數據轉換電路的數據輸入端連接的軸向力參數信號差分儀表放大電路、扭矩參數信號差分儀表放大電路及溫度信號差分儀表放大電路；所述無線數據傳輸單元包括無線數據收發(fā)器及固定在殼體(I)外側與無線數據發(fā)送器連接的天線(12);所述應用服務子系統(tǒng)(9)包括計算機、手持終端及分別連接在計算機及手持終端上的無線數據接收器。
3.如權利要求1所述的螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體(I)包括環(huán)形護罩(13)及分別設在環(huán)形護罩(13)上下端的平臺(14)，彈性體(2)與平臺(14)連接。
4.如權利要求1所述的螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述銘牌(11)與殼體(I)連接的邊沿處設有防水膠圈。
【專利摘要】螺桿泵機采井工作參數遠程無線實時監(jiān)測系統(tǒng)。能解決現(xiàn)有設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據無法實現(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，所述彈性體內側上下兩端連接有限位擋圈，所述殼體內部固定有扭矩應變計、軸向力應變計、陀螺儀及溫度傳感器，所述扭矩應變計、軸向力應變計、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據傳輸單元連接，所述無線數據傳輸單元以無線的方式與應用服務子系統(tǒng)連接；所述控制電路上連接有電池組；所述殼體側壁上開有開口，開口上連接有銘牌。操作及使用方便且實用性強。
【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