【技术实现步骤摘要】
一种基于电功率和平衡配重的示功图采集装置及方法
本专利技术涉及一种抽油机井综合应用技术,具体为一种基于电功率和平衡配重的示功图采集装置及方法。
技术介绍
悬点示功图是一种以载荷和位移为坐标的封闭图形。在油田生产中,该图形常用于判断单个油井的工作状态、计算产油量和判断动液位高度等方面,也可利用多口油井的示功图对区块的供液能力进行分析。示功图对油田的安全稳定生产具有较大的意义,是一种不可或缺的现场数据。目前,常用测量示功图的方法都需要在游梁或是悬点上安装设备,用以测量悬点位置和载荷的变化。这类设备不仅造价较高,而且安装过程中也存在安全隐患。此外,这类传感器普遍采用有线供电和信号传输,即便采用有源和无线信号传输的方式,也需要定期给传感器更换电池,极大的增加了后期维护的工作量,也增加了使用的成本。
技术实现思路
针对现有技术中示功图传感器在使用过程中增加设备后期维护工作量以及存在安全隐患等弊端,本专利技术要解决的问题是提供一种可解决示功图传感器安装安全隐患和后期维护困难的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置及方法。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是:本专利技术一种基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,安装于抽油机控制系统中,包括电参数采集模块、通讯模块、死点识别模块以及工业计算机,其中:电参数采集模块,通过一次检测元件采集设备的运行电流、电压充及功率;死点识别模块,测量抽油机曲柄运动中的下死点;通讯模块,将电参数采集模块、死点识别模块采集到的数据传输至工业计算机,并接收工业计算机的指令传送至工业计算机供电控制模块;工业计算机,通过通讯模块接收电参数采集模块 ...
【技术保护点】
一种基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,安装于抽油机控制系统中,其特征在于:包括电参数采集模块、通讯模块、死点识别模块以及工业计算机,其中:电参数采集模块,通过一次检测元件采集设备的运行电流、电压充及功率;死点识别模块,测量抽油机曲柄运动中的下死点;通讯模块,将电参数采集模块、死点识别模块采集到的数据传输至工业计算机,并接收工业计算机的指令传送至工业计算机供电控制模块;工业计算机,通过通讯模块接收电参数采集模块上传的数据,运行示功图计算算法,输出获得示功图。
【技术特征摘要】
1.一种基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,安装于抽油机控制系统中,其特征在于:包括电参数采集模块、通讯模块、死点识别模块以及工业计算机,其中:电参数采集模块,通过一次检测元件采集设备的运行电流、电压充及功率;死点识别模块,测量抽油机曲柄运动中的下死点;通讯模块,将电参数采集模块、死点识别模块采集到的数据传输至工业计算机,并接收工业计算机的指令传送至工业计算机供电控制模块;工业计算机,通过通讯模块接收电参数采集模块上传的数据,运行示功图计算算法,输出获得示功图。2.根据权利要求1所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,其特征在于:电参数采集模块包括电压互感器、电流互感器、第一、二放大电路、第一、二有源低通滤波电路、第一、二有源全波整流电路以及第一、二阻容滤波电路,其中,电压互感器采集到的电网则电压信号依次经第一放大电路、第一有源低通滤波电路、第一有源全波整流电路以及第一阻容滤波电路传输至输出接口;电流互感器采集到的电网则电流信号依次经第二放大电路、第二有源低通滤波电路、第二有源全波整流电路以及第二阻容滤波电路传输至输出接口;在第一有源低通滤波电路、第一有源全波整流电路之间的节点与第二有源低通滤波电路、第二有源全波整流电路的节点之间设有相位差检测电路。3.根据权利要求1所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,其特征在于:还具有信号无线发射模块,示功图通过有线连接利用设备进行显示,或通过信号无线发射模块,利用无线发送的方式将示功图传送至远程终端。4.根据权利要求1所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,其特征在于:通讯模块包括MCU模块、RS232通讯电路、RS485通讯电路、ADC输入接口、脉冲捕获输入接口、光电隔离输入接口以及光电隔离输出接口以及W5500网络通讯电路,其中ADC数据输入接口、脉冲捕获输入接口以及光电隔离输入接口接收电参数采集模块采集的电参数信号传输至MCU模块,MCU模块通过光电隔离输出接口与上位机相连;MCU模块的其他接口通过RS232通讯电路、RS485通讯电路以及W5500网络通讯电路与上位机进行双向通讯连接。5.根据权利要求1所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置,其特征在于:死点识别模块采用接近开关,接近开关安装在曲柄上。6.根据权利要求1所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置的采集方法,其特征在于包括以下步骤:1)由工业计算机通过通讯模块定时发送采集命令至参数采集模块,参数采集模块由待机状态进入采集状态;2)利用安装在曲柄上的死点识别模块采集曲柄的运动周期,确定曲柄运动的下死点,并对电参数采集模块的采样时间和频率进行控制;3)当到工业计算机接收到电参数采集模块上传的电参数后,首先计算出悬点在一个周期内的位移规律,然后根据电参数和曲柄配重求出悬点载荷,最后将载荷和位移相对应,既能获得示功图。7.根据权利要求6所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置的采集方法,其特征在于步骤2)中对电参数采集模块的采样时间和频率进行控制为:201)当曲柄第一次旋转到下死点并触发死点识别模块,接近开关发送脉冲信号至电参数采集模块,电参数采集模块开始计时;202)待曲柄第二次旋转到下死点时,接近开关再次发送一个脉冲信号至电参数采集模块,此时电参数采集模块根据两次脉冲的间隔确定采样时间和采样频率;203)电参数采集模块根据计算好的采样频率对进行采集,并将采集到一个冲次的电参数存储到电参数采集模块的存储器中。8.根据权利要求6所述的基于电功率和平衡配重的示功图采集装置的采集方法,其特征在于步骤3)中,计算出悬点在一个周期内的位移规律,包...
【专利技术属性】
技术研发人员:高宪文,王明顺,郑博元,李翔宇,张遨,魏晶亮,刘俊辰,陈星宇,张佳奇,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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