一种智能油井示功仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种智能油井示功仪，包括：采集电路，采集垂直加速度数据和载荷数据；滤波电路，对垂直加速度数据进行硬件滤波；模数转换电路，接收载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据，并对载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据进行模数转换；基准电源电路，提供电压参考点；中央处理器，接收并处理模数转换后的数据，控制数据分流、系统控制和多种监控预警处理；存储电路，存储历史数据；通讯电路，进行数据传输；以及电源，为智能油井示功仪的各电路提供电力。本智能油井示功仪实现了实时信息处理和工况异常报警，工作效率高，提高了油井的生产管理水平。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能油井示功仪，尤其涉及一种以提高油井产量、系统效率为目的，集数据采集、产量预测、工况分析及报警、远程计量、远程升级于一体的智能油井示功仪。
技术介绍
在采油过程中，及时准确地了解油井的工作状况，对于提高抽油效率、降低采油成本和提高油井的产量具有非常重大的意义。下面介绍几种现有技术中国专利CN2891129公开一种微功耗无线载荷变送器，包括有控制电路；与控制电路相连接的信号调理电路；与信号调理电路相连接的力传感器；与控制电路双向相连接的无线通信电路；连接电源并与控制电路双向相连接，且分别向控制电路、无线通信电路、信号调理电路、力传感器提供双电压电源的精确电源管理电路构成。中国专利CN1093772公开了一种用于诊断深井泵采油井工况的深井泵采油井通用诊断仪，它属于石油开发工程中的油井监测装置。它主要是由蓄电池供电的便携式计算机和专用诊断电路等构成，并将其主要操作的功能器件固定设置在便携式箱体内的面板上，通过专门的检测信号输入装置和显示器来输入检测数据、处理数据和显示待测泵的工作状况。中国专利CN200993005公开了油田中的一种机械采油井的工况监测装置，其主要特点是将传感器与微处理器、存储器、数据通讯模块、天文时钟通过导线连接组合在一起，可通过互联网与上位任何地点的联网计算机进行数据通讯，使得管理者可以掌握油井采油工况。中国专利CN2937474公开了一种石油工业使用的游梁式抽油机微应力示功仪，适用于抽油机采油井。游梁式抽油机微应力示功仪包括角位移传感器、数据采集板、电池板和应力测试机构，角位移传感器、数据采集板和应力测试机构安装在仪器箱内，其应力测试机构与抽油机的游梁连接固定，电池板与数据采集板连接。由于使用了太阳能电池板，本技术除了天线外，没有任何外接线，可以永久性地安装在抽油机的游梁上，做到实时采集，操作方便。上述现有技术普遍存在以下技术缺陷和不足1、在数据方面，上面的专利均未提到保证数据的真实性、实时性和有效性。原始数据的延迟交错，真实性偏差，拟合数据的添加均为功图的合成产生很大影响，难以保证输出的功图真实、可靠。2、在电源方面，上面的专利没有提到正常工作持续的时间；产品功耗大，电源供应能力不足，则导致产品的使用寿命短或后期维护困难；同时可能带来产品的稳定性降低。3、以上专利没有提到通讯的稳定性，产品有效数据均是通过通讯接口对外交互；有线通讯给动态的抽油井实施带来众多不便，同时降低产品性能；即使使用无线通讯，也没有对数据通讯的可靠性和有效通讯范围做出说明；产品的大面积推广和普及带来重大挑战。4、在功图生成方面，上面的专利均未提到冲程冲次有效的生成方法，动态的现场是否能够保证功图的准确性带来挑战和众多问题；目前油田上的计算冲程冲次的原始数据大多采用油杆的合加速度。5、在温漂方面，上面的专利均没有对温度影响做深层次的说明，封闭的设备在抽油井现场，腔体的温度对各个电子器件及整体性能均产生不利影响。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能油井示功仪，来克服现有技术上述的缺陷和不足。为达上述目的，本技术提供了一种智能油井示功仪，所述智能油井示功仪包括采集电路，采集垂直加速度数据和载荷数据；滤波电路，与所述采集电路连接，对所述垂直加速度数据进行硬件滤波；模数转换电路，与所述采集电路和所述滤波电路连接，接收所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据，并对所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据进行模数转换；基准电源电路，与所述模数转换电路连接，提供电压参考点；中央处理器，与所述模数转换电路连接，接收并处理模数转换后的数据，控制数据分流和进行多种监控预警处理；存储电路，与所述中央处理器连接，存储历史数据；通讯电路，与所述中央处理器连接，进行数据传输；电源，为所述智能油井示功仪的各电路提供电力。可选地，所述采集电路可以包括垂直加速度采集单元，与所述滤波电路连接，采集垂直方向上的合加速度；载荷采集单元，与所述模数转换电路连接，采集载荷实时数据。可选地，所述滤波电路可以包括依次连接的如下单元一阶低通滤波单元，对垂直加速度数据的模拟量进行一阶低通滤波；二阶低通滤波单元，对一阶低通滤波后的模拟量进行二次滤波；信号跟随器，对二次滤波后的模拟量进行信号跟随。可选地，所述中央处理器可以包括依次连接的如下单元温控单元，实时监控腔体内的温度，控制智能油井示功仪的运行状态，为智能配置单元提供其需要的数据，并执行温控报警功能；智能配置单元，根据油井现场情况调整系统配置参数，所述系统配置参数包括如下至少一种采样时间间隔、功图组合点数、休眠时间间隔、停井报警、故障报警、供电报m.1=I ，核心算法单元，对接收到的原始信号数据进一步处理；数据分流单元，与通讯电路连接，监控系统的数据输入、数据存储和选择数据传输方式。可选地，所述中央处理器还可以进一步包括远程升级单元，与通讯电路相连接，对所述智能油井示功仪进行系统程序远程升级。可选地，所述核心算法单元具体可以包括滑动滤波单元，对采集的数据依次进行滑动滤波，以去除奇异点和实现低通滤波；高通滤波单元，对加速度数据进行高通滤波以剔除直流分量；进行一次积分得到速度数据；进行信号筛选，剔除趋势项；二次积分单元，进行二次积分，得到位移数据；参数计算单元，进行数据处理以得到功图数据。所述电源可以包括依次连接的如下单元太阳能单元，将太阳能转换为所需要的电能；电源管理单元，控制太阳能单元，并将总电源转换为所需要的各级电源，以及实时监测电源是否正常，当供电电源异常将上报给用户系统。所述智能油井示功仪还可以进一步包括机械壳体，承载所述采集电路、滤波电路、模数转换电路、基准电源电路、中央处理器、存储电路和通讯电路。所述机械壳体可以包括依次连接的如下单元太阳能板单元，固定并旋转太阳能电池板；硬件电路固定单元，固定整个系统的硬件电路和通讯接口 ；设备安装单元，将整个示功仪固定在油井悬绳器上。所述通讯电路包括如下中的一个或多个局域网无线通讯单元、远程通讯单元、串口通讯单元。本技术具有以下有益效果1、机械壳体U形设计，便于现场安装。2、在数据方面，能够实时采集数据，保证各个数据的真实性、有效性和同步性；同时支持历史数据查询，随时传输保存的历史数据和时间列表；3、在电源方面，兼容太阳能充电和管理，能够人工调整太阳能充电板的角度，最大程度的利用太阳能；同时支持低功耗的休眠模式，节能的同时可检测高能电池当前电量，为系统进一步运作提供有力支持和信息。4、在通讯方面，兼容多种无线通讯，如zigbee、C网、G网；包括局域网和长距离传输；更好的适应了现场油井动态的环境；5、在功图方面，满足实时采集功图，兼容历史数据查询，同时保证合成功图的数据同步，不存在相位差，进而保证了功图的真实性、实时性、可靠性。6、在温漂方面，机械壳体的腔体内有温控单元，能够实时监测可控制腔体内的温度，保证腔体内的稳定的环境同时，为系统提供必要的控制参数数据，进一步加强了示功仪的稳定性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能油井示功仪，其特征在于，所述智能油井示功仪包括：采集电路，采集垂直加速度数据和载荷数据；滤波电路，与所述采集电路连接，对所述垂直加速度数据进行硬件滤波；模数转换电路，与所述采集电路和所述滤波电路连接，接收所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据，并对所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据进行模数转换；基准电源电路，与所述模数转换电路连接，提供电压参考点；中央处理器，与所述模数转换电路连接，接收并处理模数转换后的数据，控制数据分流和进行多种监控预警处理；存储电路，与所述中央处理器连接，存储历史数据；通讯电路，与所述中央处理器连接，进行数据传输；电源，为所述智能油井示功仪的各电路提供电力。

【技术特征摘要】
1.一种智能油井示功仪，其特征在于，所述智能油井示功仪包括 采集电路，采集垂直加速度数据和载荷数据； 滤波电路，与所述采集电路连接，对所述垂直加速度数据进行硬件滤波； 模数转换电路，与所述采集电路和所述滤波电路连接，接收所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据，并对所述载荷数据和硬件滤波后的垂直加速度数据进行模数转换；基准电源电路，与所述模数转换电路连接，提供电压参考点； 中央处理器，与所述模数转换电路连接，接收并处理模数转换后的数据，控制数据分流和进行多种监控预警处理； 存储电路，与所述中央处理器连接，存储历史数据； 通讯电路，与所述中央处理器连接，进行数据传输； 电源，为所述智能油井示功仪的各电路提供电力。2.根据权利要求1所述的智能油井示功仪，其特征在于，所述采集电路包括 垂直加速度采集单元，与所述滤波电路连接，采集垂直方向上的合加速度； 载荷采集单元，与所述模数转换电路连接，采集载荷实时数据。3.根据权利要求1所述的智能油井示功仪，其特征在于，所述滤波电路包括依次连接的如下单元 一阶低通滤波单元，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：檀朝东，檀革勤，曹晋，檀朝銮，
申请(专利权)人：北京雅丹石油技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：