專利名稱：抽油機故障的診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油開采領域，特別涉及一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)。
背景技術：
在目前的石油開采過程中，抽油機采油是最重要的環(huán)節(jié)之一，它的運行狀況是否為故障狀況將直接影響到油田的產(chǎn)量，如果對運行中的故障狀況不及時發(fā)現(xiàn)并處理可能會造成巨大的損失，因此在實際應用中，需要對抽油機的故障狀況進行診斷。現(xiàn)有技術一提供的抽油機故障的診斷系統(tǒng)中，采用人工巡視的方式進行，在巡視過程中，通過人工經(jīng)驗對抽油機可能發(fā)生的故障進行初判，然后再進一步核實確定抽油機的故障；現(xiàn)有技術二提供的抽油機故障的診斷系統(tǒng)中，對抽油機的驅動電機、減速器、曲柄旋轉角度、游梁上下位移、抽油桿載荷和井口的原有溫度及壓力等參數(shù)進行實時監(jiān)測，將監(jiān)測到的各種參數(shù)與該種參數(shù)的經(jīng)驗值和基于該種參數(shù)的理論計算值進行比較，根據(jù)比較結果進行故障的診斷。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:由于現(xiàn)有技術一通過人工巡視的方式，并結合人工經(jīng)驗對抽油機故障進行診斷，導致效率低、可靠性差、不能做到實時檢測，從而遠遠不能適應油田生產(chǎn)發(fā)展的需要；由于現(xiàn)有技術二通過對抽油機和井口的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測，并結合各種參數(shù)的經(jīng)驗值和基于各種參數(shù)的理論計算值來對抽油機故障進行診斷，導致故障診斷系統(tǒng)診斷的不夠全面，準確性低。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)。所述技術方案如下:—種抽油機故障的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷系統(tǒng)包括:電能測試模塊，診斷模塊；所述電能測試模塊與所述診斷模塊連接；所述電能測試模塊對所述抽油機的驅動電機進行電能測試，得到所述驅動電機的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊；所述診斷模塊接收所述電能測試模塊發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，根據(jù)小波函數(shù)對所述功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的信號，根據(jù)所述信號對抽油機進行故障診斷，得到診斷結果。優(yōu)選地,所述電能測試模塊包括:采集單元,計算單元和控制單元；所述采集單元與所述計算單元連接，所述計算單元與所述控制單元連接； 所述采集單元對所述抽油機的驅動電機的電壓和電流進行采集，得到所述驅動電機的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，將所述電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算單元；所述計算單元接收所述采集單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，根據(jù)所述電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)計算得到功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制單元；所述控制單元接收所述計算單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊。優(yōu)選地，所述采集單元為電子器件；所述計算單元為電能計算芯片。優(yōu)選地，所述控制單元包括:時鐘子單元，控制子單元，通訊子單元；所述時鐘子單元與所述控制子單元連接，所述控制子單元分別與所述計算單元，所述通訊子單元連接，所述通訊子單元與所述診斷模塊連接；所述時鐘子單元產(chǎn)生接收間隔時間參數(shù)，將所述接收間隔時間參數(shù)發(fā)送到所述控制子單兀；所述控制子單元接收所述時鐘子單元發(fā)送的接收間隔時間參數(shù)，根據(jù)所述接收間隔時間參數(shù)接收所述計算單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述通訊子單元；所述通訊子單元，接收所述控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊。優(yōu)選地，所述控制子單元與所述通訊子單元通過RS485接口連接。優(yōu)選地，所述時鐘子單元為時鐘芯片；所述控制子單元為單片機；所說通訊子單元為發(fā)射芯片。優(yōu)選地，所述控制單元還包括:存儲子單元；所述存儲子單元與所述控制子單元連接；存儲子單元存儲所述控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述存儲子單元為非易失性記憶半導體。優(yōu)選地，所述電能測試模塊與所述診斷模塊通過無線網(wǎng)絡連接。優(yōu)選地，所述診斷模塊為計算機終端。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:通過根據(jù)小波函數(shù)對抽油機的驅動電機的功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的各種頻率的信號，每種頻率信號代表抽油機各組成部分的運行狀態(tài)曲線，根據(jù)各種頻率信號對抽油機的故障狀況進行診斷，從而提高了故障診斷的準確性，擴大了故障診斷的檢測范圍。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例一提供的一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例一提供的電能測試模塊的結構示意圖；圖3是本實用新型實施例一提供的一種控制單元的結構示意圖；圖4是本實用新型實施例一提供的另一種控制單元的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。[0034]本實用新型提出來一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)，在不增加井場采集設備的基礎上，對現(xiàn)有采集數(shù)據(jù)中的驅動電機的功率數(shù)據(jù)進行挖掘、分析，以對抽油機的故障進行診斷，為監(jiān)控抽油機運行過程中存在的故障提供了一種新的手段，簡便了抽油機的日常維護和跟蹤管理。實施例一參見圖1，本實施例提供了的一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)，該診斷系統(tǒng)包括:電能測試模塊，診斷模塊；電能測試模塊與診斷模塊連接；電能測試模塊對抽油機的驅動電機進行電能測試，得到驅動電機的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊；具體地,參見圖2,電能測試模塊包括:采集單元,計算單元和控制單元；采集單元與計算單元連接，計算單元與控制單元連接；采集單元對抽油機的驅動電機的電壓和電流進行采集，得到驅動電機的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)發(fā)送到計算單元；其中，采集單元為電子器件，具體可以為電壓互感器和電流互感器，電壓互感器對抽油機的驅動電機的電壓進行采集，得到驅動電機的電壓數(shù)據(jù)，電流互感器對抽油機的驅動電機的電流進行采集，得到驅動電機的電流數(shù)據(jù)，本實施例不對電子器件的具體形式進行限定，可以為電壓互感器和電流互感器，還可以為其他形式。 計算單元接收采集單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，根據(jù)電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)計算得到功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元；其中，計算單元為電能計算芯片，具體可以為三相電能質量分析計算芯片CS5463，該芯片具有串行接口和Λ-Σ模/數(shù)轉換器，能夠進行高速功率電能計算。在應用中，對采集的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)進行處理，得到功率數(shù)據(jù)，還能夠測量各相以及三相總有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無功能量，另外，還能測量各相的電流與電壓的有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)，并且對有功功率測量達到國家標準0.5S和0.2S，對無功功率測量精度均能達到國家2級和3級標準。本實施例不對電能計算芯片的具體形式進行限定，可以為三相電能質量分析計算芯片CS5463，還可以為其他形式?？刂茊卧邮沼嬎銌卧l(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊。具體地,參見圖3,控制單元包括:時鐘子單元,控制子單元,通訊子單元；時鐘子單元與控制子單元連接，控制子單元分別與計算單元，通訊子單元連接，通訊子單元與診斷豐吳塊連接；時鐘子單元產(chǎn)生接收間隔時間參數(shù)，將接收間隔時間參數(shù)發(fā)送到控制子單元；其中，時鐘子單元為時鐘芯片，具體可以為DS1302時鐘芯片，該時鐘芯片是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，起計時器的作用，能產(chǎn)生接收間隔時間參數(shù)，控制子單元根據(jù)該接收間隔時間參數(shù)對計算單元在每隔一定時間后進行接收；該芯片還可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，將該實時數(shù)據(jù)發(fā)送給控制子單元，使控制子單元接收的功率數(shù)據(jù)能確定是在什么時間接收的功率數(shù)據(jù)。本實施例不對時鐘芯片的具體形式進行限定，可以為DS1302時鐘芯片，還可以為其他形式?？刂谱訂卧邮諘r鐘子單元發(fā)送的接收間隔時間參數(shù)，根據(jù)接收間隔時間參數(shù)接收計算單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊子單元；[0048]其中，控制子單元為單片機，具體可以為C8051系列單片機，該單片機根據(jù)時鐘子單元產(chǎn)生的接收間隔時間參數(shù)，對功率數(shù)據(jù)進行接收，通過RS485接口將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊子單元，本實施例不對單片機的具體系列進行限定，可以為C8051系列單片機，還可以為其他系列，不對控制子單元與通訊子單元的連接接口的具體形式進行限定，可以為RS485接口，還可以為其他接口。通訊子單元接收控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊。其中，通信子單元為發(fā)射芯片，該子單元將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元的方式可以是有線發(fā)送方式，無線發(fā)送方式，為了實現(xiàn)長距離通信，減少成本，通信子單元優(yōu)選為無線發(fā)射芯片，具體可以為HAC-UM系列，該HAC-UM系列無線發(fā)射芯片接收控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊。本實施例不對發(fā)送方式的具體形式進行限定，可以為無線發(fā)送方式，還可以為其他發(fā)送方式，不對無線發(fā)射芯片的具體形式進行限定，可以為HAC-UM系列,還可以為其他系列。由于在斷電的情況下，計算單元內(nèi)的芯片存儲的數(shù)據(jù)會被立刻清零，數(shù)據(jù)因此會丟失，為了實時保存功率數(shù)據(jù)，參見圖4，控制單元還包括存儲子單元；存儲子單元存儲控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)。其中，存儲子單元為非易失性記憶半導體，具體可以為EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲器)，該EEPROM存儲控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，在計算單元內(nèi)的芯片存儲的數(shù)據(jù)由于斷電等原因發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況下，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到控制子單元，控制子單元接收存儲子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊子單元。本實施例不對非易失性記憶半導體的具體形式進行限定，可以為EEPR0M，還可以為其他形式。診斷模塊接收電能測試模塊發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，根據(jù)小波函數(shù)對功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的信號，根據(jù)信號對抽油機進行故障診斷，得到診斷結果。其中，診斷模塊為計算機終端，具體可以為PCXPersonal Computer,個人計算機)，由于電能測試模塊將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊的方式可以是有線發(fā)送方式和無線發(fā)送方式，為了實現(xiàn)長距離通信，減少成本，電能測試模塊以無線發(fā)送方式將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊，該PC包括無線接收電路,接收電能測試模塊發(fā)送的功率數(shù)據(jù),根據(jù)小波函數(shù)對功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的驅動電機的功率信號、抽油桿振動的頻率信號、減速器振動的頻率信號和皮帶振動的頻率信號，根據(jù)信號對抽油機進行故障診斷，得到診斷結果。本實施例不對計算機終端的具體形式進行限定，可以為PC，還可以為其他形式。為了便于實時的監(jiān)控和管理，還可以將計算機終端于Web網(wǎng)連接，實現(xiàn)監(jiān)測結果的共享，使管理用戶便于及時根據(jù)監(jiān)測結果做出相應的措施。綜上所述，本實用新型實施例通過根據(jù)小波函數(shù)對抽油機的驅動電機的功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的各種頻率的信號，每種頻率信號代表抽油機各組成部分的運行狀態(tài)曲線，根據(jù)各種頻率信號對抽油機的故障狀況進行診斷，從而提高了故障診斷的準確性，擴大了故障診斷的檢測范圍。需要說明的是:上述實施例提供的抽油機故障的診斷系統(tǒng)在抽油機故障診斷時，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將系統(tǒng)的內(nèi)部結構劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷系統(tǒng)包括:電能測試模塊，診斷模塊；所述電能測試模塊與所述診斷模塊連接； 所述電能測試模塊對所述抽油機的驅動電機進行電能測試，得到所述驅動電機的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊； 所述診斷模塊接收所述電能測試模塊發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，根據(jù)小波函數(shù)對所述功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的信號，根據(jù)所述信號對抽油機進行故障診斷，得到診斷結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電能測試模塊包括:采集單元，計算單元和控制單元；所述采集單元與所述計算單元連接，所述計算單元與所述控制單元連接； 所述采集單元對所述抽油機的驅動電機的電壓和電流進行采集，得到所述驅動電機的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，將所述電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算單元； 所述計算單元接收所述采集單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，根據(jù)所述電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)計算得到功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制單元； 所述控制單元接收所述計算單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述采集單元為電子器件；所述計算單元為電能計算芯片。
4.根據(jù)權利要求2所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括:時鐘子單元，控制子單元，通訊子單元；所述時鐘子單元與所述控制子單元連接，所述控制子單元分別與所述計算單元，所述通訊子單元連接，所述通訊子單元與所述診斷模塊連接； 所述時鐘子單元產(chǎn)生接收間隔時間參數(shù)，將所述接收間隔時間參數(shù)發(fā)送到所述控制子單元； 所述控制子單元接收所述時鐘子單元發(fā)送的接收間隔時間參數(shù)，根據(jù)所述接收間隔時間參數(shù)接收所述計算單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述通訊子單元； 所述通訊子單元接收所述控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，將所述功率數(shù)據(jù)發(fā)送到所述診斷模塊。
5.根據(jù)權利要求4所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制子單元與所述通訊子單元通過RS485接口連接。
6.根據(jù)權利要求4所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述時鐘子單元為時鐘芯片；所述控制子單元為單片機；所述通訊子單元為發(fā)射芯片。
7.根據(jù)權利要去4所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還包括:存儲子單元；所述存儲子單元與所述控制子單元連接； 存儲子單元存儲所述控制子單元發(fā)送的功率數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲子單元為非易失性記憶半導體。
9.根據(jù)權利要求1所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電能測試模塊與所述診斷模塊通過無線網(wǎng)絡連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷模塊為計算機終端。
專利摘要本實用新型公開了一種抽油機故障的診斷系統(tǒng)，屬于石油開采領域。所述系統(tǒng)包括電能測試模塊，診斷模塊；電能測試模塊與診斷模塊連接；電能測試模塊對抽油機的驅動電機進行電能測試，得到驅動電機的功率數(shù)據(jù)，將功率數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷模塊；診斷模塊接收電能測試模塊發(fā)送的功率數(shù)據(jù)，根據(jù)小波函數(shù)對功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的信號，根據(jù)信號對抽油機進行故障診斷，得到診斷結果。本實用新型通過根據(jù)小波函數(shù)對抽油機的驅動電機的功率數(shù)據(jù)進行處理，得到抽油機的各種頻率的信號，每種頻率信號代表抽油機各組成部分的運行狀態(tài)曲線，根據(jù)各種頻率信號對抽油機的故障狀況進行診斷，從而提高了故障診斷的準確性，擴大了故障診斷的檢測范圍。
文檔編號G01R31/00GK202956444SQ20122049667
公開日2013年5月29日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者辛宏, 朱天壽, 曾亞勤, 甘慶明, 楊瑞, 李明, 張磊, 李明江, 楊海濤, 韓二濤 申請人:中國石油天然氣股份有限公司