一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在抽油機(jī)采油過程中，抽油桿要承受液柱的重力、慣性載荷、摩擦力等沿軸向的拉伸或拉壓交變載荷，如果這些載荷超出抽油桿的承受范圍，油桿很容易脫斷失效，這將大大增加油井的生產(chǎn)難度，進(jìn)而影響生產(chǎn)進(jìn)度?，F(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)，需要通過大量的布線實現(xiàn)信號的采集，在地里環(huán)境不佳的地方很難進(jìn)行實施，而且不便于組網(wǎng)控制，在油井規(guī)模擴(kuò)大或縮小時監(jiān)控系統(tǒng)也不能及時的得到調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種基于無線的油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、PC主機(jī)和終端服務(wù)器；其中終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過無線信號相連接；路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相連接；協(xié)調(diào)器與PC主機(jī)相連接；PC主機(jī)與終端服務(wù)器相連接；終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于各油井處；其中終端節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈，傳感器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈均與處理器模塊相連接。
[0005]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述無線傳輸模塊采用ZigBee無線傳輸模塊。
[0006]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述處理器模塊采用的CC2530F256 處理器。
[0007]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器采用YHYT-DZ型油田負(fù)荷傳感器。
[0008]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述油田負(fù)荷傳感器安裝在抽油機(jī)的平衡鐵上。
[0009]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用HX711芯片，包括穩(wěn)壓電源和片內(nèi)時鐘振蕩器。
[0010]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊的供電電壓為3V。
[0011]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述指示燈為LED指示燈。
[0012]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，可行性較高，實現(xiàn)了信號可控增益調(diào)整的功能，提高了載荷測量精度，具有很高的可靠性。同時有效解決了有線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)存在的連線繁瑣、故障高、可擴(kuò)展性差等問題，具有通信靈活、組網(wǎng)快、功耗低、投資成本少等優(yōu)點(diǎn)。井口油壓實現(xiàn)了在線監(jiān)測，由傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗和人工查巡的被動模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾怼㈦娮友簿?、自動控制的主動方式，實現(xiàn)了生產(chǎn)管理的數(shù)字化、智能化，推動了油田向現(xiàn)代化管理轉(zhuǎn)型，具有很大的推廣價值。
[0013]說明書附圖
圖1為終端節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0014]一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、PC主機(jī)和終端服務(wù)器；其中終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過無線信號相連接；路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相連接；協(xié)調(diào)器與PC主機(jī)相連接；PC主機(jī)與終端服務(wù)器相連接；終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于各油井處；其中終端節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈，傳感器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈均與處理器模塊相連接。
[0015]本發(fā)明所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，所述無線傳輸模塊采用ZigBee無線傳輸模塊。所述處理器模塊采用的CC2530F256處理器。所述傳感器采用YHYT-DZ型油田負(fù)荷傳感器。所述油田負(fù)荷傳感器安裝在抽油機(jī)的平衡鐵上。方便簡單，不存在安全問題。傳感器的原理為橋式電路，故輸出為差分電壓。A/D轉(zhuǎn)換電路芯片采用的HX711。HX711是一款專為高精度負(fù)載傳感器而設(shè)計的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。它集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其他同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且它與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器進(jìn)行編程。所述電源模塊的供電電壓為3V。所述指示燈為LED指示燈，面板上安裝有LED指示燈，在上面設(shè)置開關(guān)，只在調(diào)試過程中使用，在應(yīng)用中即斷開開關(guān)，以節(jié)省能耗。系統(tǒng)還通過一系列繼電器作為抽油機(jī)開關(guān)，當(dāng)協(xié)調(diào)器接收到監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令時，會根據(jù)命令內(nèi)容將控制信號發(fā)送到相應(yīng)的終端，用以控制油井抽油機(jī)的啟停。當(dāng)油井的抽油機(jī)工作時，負(fù)荷傳感器供電工作，輸出0~12 mV的差分電壓，將其接入A/D轉(zhuǎn)換器，增益128倍后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再與處理器的通用I/O 口相連接，信息經(jīng)過處理后，最終通過無線射頻傳送到路由或協(xié)調(diào)器。從安裝有ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的油井處采集載荷數(shù)據(jù)，通過ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)傳輸數(shù)據(jù)，最終將數(shù)據(jù)匯報到監(jiān)控中心。然后PC對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以直觀簡潔的方式讓工作人員來判斷油井的工作狀況。同樣的，監(jiān)控中心可以發(fā)送控制指令，通過協(xié)調(diào)器路由節(jié)點(diǎn)判斷終端路徑，最終控制對應(yīng)終端抽油機(jī)的啟停。這樣既能提高油田的生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，又能保證現(xiàn)場的生產(chǎn)安全，有效減少事故的發(fā)生。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是整個網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，在整個網(wǎng)絡(luò)中必須惟一，負(fù)責(zé)新建網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起、參數(shù)設(shè)定、存儲節(jié)點(diǎn)信息、管理其他節(jié)點(diǎn)等工作；路由器節(jié)點(diǎn)需要一直處于活動狀態(tài)，受協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)控制，在自己區(qū)域范圍內(nèi)它可充當(dāng)協(xié)調(diào)器，主要完成路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)、通過其他節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍等功能；終端節(jié)點(diǎn)沒有特定的維持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的責(zé)任，可以通過路由器或協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)收集終端采集的數(shù)據(jù)，可以處于睡眠或者喚醒狀態(tài)。
【主權(quán)項】
1.一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、PC主機(jī)和終端服務(wù)器；其中終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過無線信號相連接；路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相連接；協(xié)調(diào)器與PC主機(jī)相連接；PC主機(jī)與終端服務(wù)器相連接；終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于各油井處；其中終端節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈，傳感器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈均與處理器模塊相連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述無線傳輸模塊采用ZigBee無線傳輸模塊。3.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述處理器模塊采用的CC2530F256 處理器。4.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器采用YHYT-DZ型油田負(fù)荷傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述油田負(fù)荷傳感器安裝在抽油機(jī)的平衡鐵上。6.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用HX711芯片，包括穩(wěn)壓電源和片內(nèi)時鐘振蕩器。7.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊的供電電壓為3V。8.如權(quán)利要求1所述的一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述指示燈為LED指示燈。
【專利摘要】一種油井載荷監(jiān)測系統(tǒng)，屬于監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域。其特征在于包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、PC主機(jī)和終端服務(wù)器；其中終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過無線信號相連接；路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相連接；協(xié)調(diào)器與PC主機(jī)相連接；PC主機(jī)與終端服務(wù)器相連接；終端節(jié)點(diǎn)設(shè)置于各油井處；其中終端節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈，傳感器模塊、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和指示燈均與處理器模塊相連接。實現(xiàn)了信號可控增益調(diào)整的功能，具有通信靈活、組網(wǎng)快、功耗低、投資成本少等優(yōu)點(diǎn)。井口油壓實現(xiàn)了在線監(jiān)測，由傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗和人工查巡的被動模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾恚哂泻艽蟮耐茝V價值。
【IPC分類】H04L29/08, E21B47/008
【公開號】CN105635206
【申請?zhí)枴緾N201410600010
【發(fā)明人】劉秋麗
【申請人】陜西高華知本化工科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月31日