本发明专利技术提供了太阳能一体化光杆示功图采集装置及其方法，它包括用于采集抽油机的悬点载荷和悬点位移的油井传感器组，油井传感器组将采集的油井数据传输至A/D转换模块，A/D转换模块的输出端连接于单片机，单片机通过无线数传模块传输油井数据至上位机；其中油井传感器组由与其连接的太阳能供电模块提供电源。采用载荷、位移同步采集技术，使油井载荷和位移数据实现了同步采集，解决以往系统载荷、位移采集不同步和冲程需要初始化的问题，采集数据经转换为井下泵功图后，更能准确反映油井的真实工况，使油井计量结果更加真实、准确。太阳能供电模块与油井传感器组集成为一体，有效解决了以往载荷传感器和位移传感器需要电源线进行供电的问题。供电的问题。供电的问题。
【技术实现步骤摘要】
太阳能一体化光杆示功图采集装置及其方法
[0001]本专利技术属于采油
，具体涉及太阳能一体化光杆示功图采集装置及其方法。
技术介绍
[0002]示功图是生产过程中取得的至关重要的第一手资料，它是一个冲程周期内悬点载荷和悬点位移组成的封闭曲线，包含油井大量的有用信息，同时它不仅是抽油机井工作状况的“晴雨表”，通过示功图可以判断油井工况，如卡泵、供液不足、断脱、气体影响、脱筒、结蜡等几十种工况，还可以分析计算悬点载荷的大小、冲程损失、抽油机载荷利用率、油井产液量、含水率、动液面等参数。
[0003]由于油田的地理环境特殊，分布范围及其广泛，早期示功图测试采用的是示功仪，人工定期去现场逐口井测试，存在周期长、劳动强度大、时效性不强的缺陷，因此出现了光杆示功图自动采集装置，它包括载荷传感器和角位移传感器，自动采集悬点载荷和悬点相对位移，并计算生成光杆示功图，实现油井光杆示功图的远程监控，取代人工测试。
[0004]然而光杆示功图自动采集装置存在载荷、位移传感器采集不同步问题，且由于传感器是有线的，面对大风天气易刮断，修井时易发生损坏等问题，于是又出现了一种载荷位移一体化传感器，位移采用加速度传感器，但在实际使用中仍存在一些问题，如：抽油机运动过程中存在的各种机械振动，加上传感器本身存在的漂移问题，使加速度传感器采集到的数字信号中混有干扰噪声和趋势项，还有积分过程中存在的周期误差，这些问题都会使位移产生明显的偏移，甚至会导致载荷-位移曲线无法闭合。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施方式的目的在于提供太阳能一体化光杆示功图采集装置及其方法，以克服上述技术缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了太阳能一体化光杆示功图采集装置，它包括用于采集抽油机的悬点载荷和悬点位移的油井传感器组，油井传感器组将采集的油井数据传输至A/D转换模块，A/D转换模块的输出端连接于单片机，单片机通过无线数传模块传输油井数据至上位机；其中油井传感器组由与其连接的太阳能供电模块提供电源。
[0007]进一步地，油井传感器组包括采集悬点位移的激光测距模块和采集悬点载荷的载荷传感器，两个传感器集成安装于抽油机的悬绳器和油杆卡子之间，且激光测距模块和载荷传感器均连接于同步采样器的输入端，同步采样器的输出端连接于A/D转换模块。
[0008]优选地，激光测距模块的激光发射器正对油井井口，油井井口可安装激光反射板，激光发射器对准激光反射板发射激光脉冲，激光脉冲经激光反射板被反射至激光测距模块，并被激光测距模块的激光接收器接收。
[0009]进一步地，太阳能供电模块和油井传感器组在集成封装为一体后安装于抽油机的
悬绳器和油杆卡子之间，太阳能供电模块至少包括依次电连接的太阳能电池板、充电管理电路、锂电池和电源管理电路，其中电源管理电路连接于激光测距模块和载荷传感器。
[0010]优选地，A/D转换模块的输入端连接有高精度基准源。
[0011]进一步地，单片机至少具有USB接口和RS232通讯口，还具有RTC时钟和32K缓存器。
[0012]本专利技术还提供了太阳能一体化光杆示功图采集方法，至少包括太阳能一体化光杆示功图采集装置，采集方法具体包括如下步骤：将集成封装为一体的太阳能供电模块和油井传感器组可拆卸地安装于抽油机的悬绳器和油杆卡子之间，确保油井传感器组可随悬绳器上下运动；A/D转换模块、单片机和无线数传模块封装于控制柜内；油井传感器组采集目标油井的悬点载荷和悬点位移，悬点载荷和悬点位移作为模拟信号被A/D转换模块转换为数字信号，发送至单片机，在单片机内生成光杆示功图，光杆示功图通过无线数传模块发送至上位机。
[0013]本专利技术的有益效果如下：（1）实现了载荷和位移测试的一体化将载荷传感器和激光测距模块集成到一起，形成载荷位移测试的一体化，改变了以往测量抽油机位移(冲程、冲次)需单独焊接安装位移传感器的状况，减少安装、调试工序和时间。
[0014]（2）实现了位移与载荷采集数据的同步测试在系统硬件设计上采用载荷、位移同步采集技术，使油井载荷和位移数据实现了同步采集，解决以往系统载荷、位移采集不同步和冲程需要初始化的问题，采集数据经转换为井下泵功图后，更能准确反映油井的真实工况，使油井计量结果更加真实、准确。
[0015]（3）引入太阳能技术解决传感器供电问题太阳能供电模块与油井传感器组集成为一体，有效解决了以往载荷传感器和位移传感器需要电源线进行供电的问题，载荷位移测量值无漂移，实现了仪器
ꢀ“
零维护”的工作目标，避免以往载荷传感器每年需要频繁校验。
[0016]为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0017]图1是太阳能一体化光杆示功图采集装置的数据传输图。
[0018]附图标记说明：1.油井传感器组；2.A/D转换模块；3.单片机；4.太阳能供电模块；5.激光测距模块；6.载荷传感器；7.太阳能电池板；8.充电管理电路；9.锂电池；10.电源管理电路；11.高精度基准源；12.USB接口；13.RS232通讯口；14.RTC时钟；15.32K缓存器；16.无线数传模块。
具体实施方式
[0019]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0020]需说明的是，在本专利技术中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的太阳能一
体化光杆示功图采集装置的上、下、左、右。
[0021]现参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0022]除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0023]第一实施方式：本实施方式涉及太阳能一体化光杆示功图采集装置，它包括用于采集抽油机的悬点载荷和悬点位移的油井传感器组1，油井传感器组1将采集的油井数据传输至A/D转换模块2，A/D转换模块2的输出端连接于单片机3，单片机3通过无线数传模块16传输油井数据至上位机；其中油井传感器组1由与其连接的太阳能供电模块4提供电源。
[0024]太阳能一体化光杆示功图采集装置的工作原理如下：油井传感器组1安装于抽油机的悬绳器和油杆卡子之间，且油井传感器组1可随悬绳器上下运动，其用于采集抽油机的悬点载荷和悬点位移，采集到的载荷数据和位移数据都是模拟信号，此时需要通过A/D转换模块2将模拟信号转换为数字信号，并发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.太阳能一体化光杆示功图采集装置，其特征在于：它包括用于采集抽油机的悬点载荷和悬点位移的油井传感器组（1），所述油井传感器组（1）将采集的油井数据传输至A/D转换模块（2），A/D转换模块（2）的输出端连接于单片机（3），单片机（3）通过无线数传模块（16）传输油井数据至上位机；其中油井传感器组（1）由与其连接的太阳能供电模块（4）提供电源。2.如权利要求1所述的太阳能一体化光杆示功图采集装置，其特征在于：所述油井传感器组（1）包括采集悬点位移的激光测距模块（5）和采集悬点载荷的载荷传感器（6），两个传感器集成安装于抽油机的悬绳器和油杆卡子之间，且激光测距模块（5）和载荷传感器（6）均连接于同步采样器的输入端，同步采样器的输出端连接于A/D转换模块（2）。3.如权利要求2所述的太阳能一体化光杆示功图采集装置，其特征在于：所述激光测距模块（5）的激光发射器正对油井井口，油井井口可安装激光反射板，激光发射器对准激光反射板发射激光脉冲，激光脉冲经激光反射板被反射至激光测距模块（5），并被激光测距模块（5）的激光接收器接收。4.如权利要求2所述的太阳能一体化光杆示功图采集装置，其特征在于：所述太阳能供电模块（4）和油井传感器组（1）在集成封装为一体后安装于抽油机的悬绳器和油杆卡子之间，...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛宏，甘庆明，罗聪英，梁毅，周杨帆，韩二涛，赵春，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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