一種螺桿泵工況的檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種螺桿泵工況的檢測裝置，包括螺桿泵扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件和數(shù)據(jù)接收處理組件，螺桿泵扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件包括扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件，扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器包括應(yīng)變彈性體、霍爾傳感器、載荷處理電路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路、單片機、第一無線通信模塊，數(shù)據(jù)接收處理組件包括第二無線通信模塊、數(shù)據(jù)接收處理器，扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器套裝在螺桿泵光桿扭矩和載荷承受部位，磁鐵組件安裝于螺桿泵光桿保護罩上，數(shù)據(jù)接收處理組件安裝在螺桿泵外部，數(shù)據(jù)接收處理器完成對扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件所測的參數(shù)進行控制、讀取和分析以及實時動態(tài)檢測。
【專利說明】
一種螺桿泵工況的檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種螺桿栗工況的檢測裝置，尤其涉及了油氣田螺桿栗井動態(tài)檢測光桿扭矩、載荷和轉(zhuǎn)速的測試裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，煤層氣和油田相繼出現(xiàn)了抽油機、螺桿栗等形式采油和采氣，螺桿栗有占地面積小、栗效高和節(jié)能的優(yōu)點，相對于抽油機來說，螺桿栗采油和采氣投資更小，產(chǎn)量更高等特點。選用螺桿栗采油和采氣，隨著螺桿栗井大面積使用， 檢測螺桿栗的工況尤為重要。
[0003]目前監(jiān)測螺桿栗工況的參數(shù)的裝置，扭矩傳感器、載荷傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別測試，所需空間大，功耗偏高，數(shù)據(jù)檢測完成后需要回放數(shù)據(jù)在進行分析，不能實時動態(tài)的檢測螺桿栗的工況，安裝和使用不方便，人為干預(yù)比較多，成本高、不穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種螺桿栗工況的檢測裝置，以達到體積小，功耗低，可實時動態(tài)檢測螺桿栗工況的效果。
[0005]本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]提供一種螺桿栗工況的檢測裝置，包括螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)接收處理組件，所述螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件包括扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件，所述扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器包括應(yīng)變彈性體、霍爾傳感器、載荷處理電路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路、單片機、第一無線通信模塊，所述數(shù)據(jù)接收處理組件包括第二無線通信模塊、數(shù)據(jù)接收處理器；
[0007]所述應(yīng)變彈性體與載荷處理電路、扭矩處理電路分別連接，霍爾傳感器與轉(zhuǎn)速處理電路連接，載荷處理電路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路分別與單片機連接，單片機與第一無線通訊模塊連接;所述第二無線通信模塊與數(shù)據(jù)接收處理器連接;所述磁鐵組件與霍爾傳感器通過磁場連接，第一無線通訊模塊與第二無線通信模塊通過無線信號連接通信。
[0008]所述扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器套裝在螺桿栗光桿扭矩和載荷承受部位，磁鐵組件安裝于螺桿栗光桿保護罩上，數(shù)據(jù)接收處理組件安裝在螺桿栗外部。
[0009]所述磁鐵組件包括磁鐵、磁鐵筒、磁鐵端蓋、墊片、緊鎖螺母、調(diào)整桿，所述磁鐵安裝于磁鐵筒中，并通過磁鐵端蓋固定，調(diào)整桿一端位于磁鐵端蓋內(nèi)，另一端穿過墊片被緊鎖螺母固定。
[0010]所述載荷處理電路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路中均采用MSP430處理器和 LTC3440電源控制芯片。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、載荷處理電路和扭矩處理電路通過共用一個應(yīng)變彈性體使得裝置體積變小，易于安裝；
[0013]2、其中硬件采用低功耗MSP430處理器和電源控制芯片LTC3440，處理器代碼功耗設(shè)計，設(shè)有休眠模式和喚醒模式，在儀器休眠沒模式下控制電源芯片切斷所有用電器件的電源達到低功耗。[〇〇14]3、磁鐵組件可以通過調(diào)整其中的調(diào)整桿來調(diào)節(jié)磁鐵和霍爾傳感器之間的空間距離，滿足不同條件使用的要求，適應(yīng)性更強。
[0015]4、數(shù)據(jù)接收處理器完成對扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件所測的參數(shù)進行控制、 讀取和分析以及實時動態(tài)檢測?！靖綀D說明】
[0016]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2a為本實用新型中扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2b為本實用新型中扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型中數(shù)據(jù)接收處理器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型中磁鐵組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實用新型測量原理框圖；
[0022]其中，1-扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器，11-傳感器殼體，12-彈性應(yīng)變體、13-右側(cè)蓋，14-低溫鋰電池，15-密封圈，16-電路板，17-左側(cè)蓋，18-彎頭棒狀天線，19-天線保護罩，110-A-霍爾傳感器，110-B-指示燈，111太陽能板。2-數(shù)據(jù)接收處理器，21-吸盤天線接口，22-上蓋板， 23-外殼，24-下蓋板，25-夾線柱。3_磁鐵組件，31-磁鐵，32-磁鐵筒，33-磁鐵端蓋，34-塾片， 35-緊鎖螺母，36-調(diào)整桿，4-保護罩，5-光桿。【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合【附圖說明】和具體實施例對本實用新型加以詳細說明。
[0024]如圖1所述，扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器1安裝于螺桿栗光桿5扭矩和載荷承受部位，磁鐵組件3安裝于保護罩4上，與扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器天線保護罩相距3-4cm，形成了測試光桿扭矩、載荷和轉(zhuǎn)速參數(shù)的傳感器，數(shù)據(jù)接收處理器安裝在螺桿栗以外50米左右，完成對參數(shù)的無線控制和讀取。
[0025]如圖2所述，扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器1中，傳感器殼體11上面和下面有安裝孔，彈性應(yīng)變體12安裝于其中，安裝孔處用了密封圈，形成測試扭矩和載荷的基體。傳感器殼體11右邊有右側(cè)蓋13,右側(cè)蓋13上通過固定支架安裝了低溫鋰電池14,并配套密封圈15安裝于傳感器殼體11右邊。傳感器殼體11左邊有左側(cè)蓋17,電路板16用螺釘固定在左側(cè)蓋17的里面，天線保護罩19固定于左側(cè)蓋17的外面，彎頭棒狀天線18固定在無線通訊模塊上，無線通訊模塊固定在電路板16上，彎頭棒狀天線18安裝于天線保護罩19的容置槽內(nèi)，霍爾傳感器110-A 和指示燈110-B固定于左側(cè)蓋上，并安裝于天線保護罩19的容置孔內(nèi)，左側(cè)蓋17組件形成了測試的控制采集核心和轉(zhuǎn)速的測量基體。左側(cè)蓋17配套密封圈安裝于傳感器殼體11的左邊。傳感器殼體11的前側(cè)和后側(cè)安裝了太陽能板111。[〇〇26]如圖3所述，數(shù)據(jù)接收處理器2中，外殼23上有上蓋板22和下蓋板24，上蓋板上有吸盤天線接口 21，用于安裝吸盤天線，下蓋板上有夾線柱25，用于固定485通訊接口和電源接 □ 〇
[0027]如圖4所述，磁鐵組件3中，磁鐵31安裝于磁鐵筒32中，并通過磁鐵端蓋33固定。磁鐵端蓋33上有調(diào)整桿36，調(diào)整桿36上有墊片34和緊鎖螺母35，用于磁鐵組件的安裝、調(diào)整和固定。磁鐵組件是轉(zhuǎn)速測量中的重要組件。
[0028]如圖5所示，結(jié)合圖1-4對螺桿栗工況檢測裝置的工作過程和方法進行描述。
[0029]扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器的彈性應(yīng)變體主要檢測螺桿栗光桿的扭矩和載荷變化，扭矩變化通過扭矩處理電路的濾波和放大處理轉(zhuǎn)化成理想的扭矩變化信號，由單片機采集處理;載荷的變化通過載荷處理電路的濾波和放大處理轉(zhuǎn)化成理想的載荷變化信號，由單片機AD采集、經(jīng)過處理分析載荷的變化;轉(zhuǎn)速傳感器經(jīng)過處理電路由單片機外部中斷口采集信號并由單片機計算轉(zhuǎn)速大小，最后數(shù)據(jù)、解析命令通過無線通信模塊與數(shù)據(jù)接收處理器通信。
[0030]磁鐵組件配套扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器的霍爾傳感器測試轉(zhuǎn)速。其中扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和螺桿栗光桿一起轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器會經(jīng)過磁鐵組件一次，產(chǎn)生一個感應(yīng)波形，感應(yīng)波形有處理電路換算為轉(zhuǎn)速。
[0031]數(shù)據(jù)接收處理器完成對扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件所測的參數(shù)進行控制、讀取和分析以及實時動態(tài)檢測。[〇〇32]螺桿栗工況檢測裝置包括螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件和數(shù)據(jù)接收處理組件， 螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件包括扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和磁鐵組件。扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器配套磁鐵組件主要用來測量螺桿栗光桿的扭矩、載荷和轉(zhuǎn)速，傳感器部分采用低溫鋰電池和太陽能板供電，數(shù)據(jù)傳輸采用無線傳輸。數(shù)據(jù)接收處理器主要完成扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)接收處理器與扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器部分采用無線傳輸，與其它儀器對接采用485通訊方式。螺桿栗工況檢測裝置實現(xiàn)了扭矩、載荷和轉(zhuǎn)速三參數(shù)的實時測試。
【主權(quán)項】
1.一種螺桿栗工況的檢測裝置，包括螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件，其特征在于:還 包括數(shù)據(jù)接收處理組件，所述螺桿栗扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器組件包括扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器和 磁鐵組件，所述扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器包括應(yīng)變彈性體、霍爾傳感器、載荷處理電路、扭矩處 理電路、轉(zhuǎn)速處理電路、單片機、第一無線通信模塊，所述數(shù)據(jù)接收處理組件包括第二無線 通信模塊、數(shù)據(jù)接收處理器；所述應(yīng)變彈性體與載荷處理電路、扭矩處理電路分別連接，霍爾傳感器與轉(zhuǎn)速處理電 路連接，載荷處理電路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路分別與單片機連接，單片機與第一無 線通訊模塊連接;所述第二無線通信模塊與數(shù)據(jù)接收處理器連接;所述磁鐵組件與霍爾傳 感器通過磁場連接，第一無線通訊模塊與第二無線通信模塊通過無線信號連接通信；所述扭矩載荷轉(zhuǎn)速傳感器套裝在螺桿栗光桿扭矩和載荷承受部位，磁鐵組件安裝于螺 桿栗光桿保護罩上，數(shù)據(jù)接收處理組件安裝在螺桿栗外部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿栗工況的檢測裝置，其特征在于:所述磁鐵組件包括 磁鐵、磁鐵筒、磁鐵端蓋、墊片、緊鎖螺母、調(diào)整桿，所述磁鐵安裝于磁鐵筒中，并通過磁鐵端 蓋固定，調(diào)整桿一端位于磁鐵端蓋內(nèi)，另一端穿過墊片被緊鎖螺母固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿栗工況的檢測裝置，其特征在于:所述載荷處理電 路、扭矩處理電路、轉(zhuǎn)速處理電路中均采用MSP430處理器和LTC3440電源控制芯片。
【文檔編號】G01D21/02GK205580507SQ201620259245
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】劉偉, 趙清濤, 康學(xué)璽, 王輝輝, 朱允進, 王冠軍, 李陽
【申請人】西安思坦儀器股份有限公司