一种抽油机运行状态监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抽油机运行状态监测装置，其中包括：夹持构件，其具有用于夹持钢丝绳的第一空腔、与所述第一空腔连通的预置腔和电路腔；压力传感器，其安装在预置腔中，可以与钢丝绳抵压在一起，用于感测来自所述钢丝绳的压力，以获取钢丝绳的压力信号；数据处理模块，其安装在电路腔中，与所述压力传感器电连接，根据钢丝绳的压力信号确定抽油机的运行状态。本发明专利技术提供的监测装置安装方便，运行可靠，可直接监测抽油机运行状态，并且在抽油机出现异常情况时能够及时报警，缩短了发现问题时间，降低了事故发生率，提高了现场问题处理速度。

A monitoring device and method of pumping unit operation state

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机运行状态监测装置及方法
本专利技术涉及一种油田设备监测装置及方法，特别地涉及一种抽油机运行状态监测装置及方法。
技术介绍
目前，石油开采方式主要是通过地面采油设备将石油从底层中抽汲上来。地面采油设备大部分采用游梁式抽油机。如图1所示，游梁式抽油机包括抽油机驴头10a、钢丝绳11a、悬绳器12a、抽油杆13a和位于地下的抽油泵(图中未示出)。其中，抽油机驴头10a位于地面上，其通过钢丝绳11a与悬绳器12a连接，悬绳器12a与抽油杆13a连接，抽油杆13a与地层中的抽油泵连接。通过这些传动部件，抽油机驴头10a带动地层中的抽油泵上下运行，从而实现抽油机采油功能。此种抽油机结构简单，安装方便，因而得广泛地应用。为了获取抽油机的运行状态，通常采用的方式是在抽油机控制柜中增加各种监控设备，例如电参数采集设备。电参数采集设备检测抽油机的电流，通过电流参数间接判断采油设备运行状态。然而，对于某些故障，电参数并不能完全反应出抽油机的运行状态，例如，当抽油机驴头10a与悬绳器12a之间的钢丝绳11a断开。尽管采集的电参数显示抽油机运行正常，而实际上无法给地层中的抽油泵提供动能，导致无法继续采油。这种故障在巡检中也很难被发现，往往给油井开采造成重大损失。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种抽油机运行状态监测装置及方法，可以直接获得抽油机运行状态，成本低、运行可靠，监测效果好。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抽油机运行状态监测装置，其中，包括：夹持构件，其具有用于夹持钢丝绳的第一空腔、与所述第一空腔连通的预置腔和电路腔；压力传感器，其安装在预置腔中，可以与钢丝绳抵压在一起，用于感测来自所述钢丝绳的压力，以获取钢丝绳的压力信号；数据处理模块，其安装在电路腔中，与所述压力传感器电连接，根据钢丝绳的压力信号确定抽油机的运行状态。优选地，所述夹持构件包括：底座，其主体的中间向内部凹进形成凹部；夹板，其主体的中间向外部凸出形成凸部；其中，所述底座和所述夹板通过连接件合并连接在一起，底座的凹部与夹板的凸部合并在一起形成相互连通的第一空腔和预置腔，和壳体，与所述底座相连接，并与所述底座之间形成电路腔。优选地，所述夹板的凸部上设有调节孔，所述夹持构件还包括压力调节件；所述压力调节件通过所述调节孔可以与钢丝绳相抵压，用以调节钢丝绳与压力传感器之间的挤压力。优选地，所述调节孔设有螺纹，所述压力调节件包括与之配合的螺杆或螺栓。优选地，所述压力传感器包括：压力感测元件，用于将受到的钢丝绳的压力变换为电信号；和调理电路，与所述压力感测元件电连接，将压力感测元件的输出信号调理为传感器标准信号。优选地，所述的抽油机运行状态监测装置还进一步包括：振动检测器，其安装在电路腔中，用于感测所述钢丝绳的振动，以获取钢丝绳的振动信号；所述数据处理模块进一步与所述振动检测器电连接，根据钢丝绳的压力信号和振动信号确定抽油机的运行状态。优选地，所述振动检测器为加速度传感器，至少获取钢丝绳水平方向的加速度。优选地，所述数据处理模块包括：信号处理单元，用于处理来自于所述压力传感器和振动检测器的信号，并获得钢丝绳的压力值和至少钢丝绳水平方向的位移；控制单元，与所述信号处理单元相连接，用于根据钢丝绳的压力值和至少水平方向的位移，按照预置判断条件，确定抽油机运行状态；以及数据传输单元，与所述控制单元相连接，用于向外置第二设备输出抽油机运行状态数据。优选地，所述的抽油机运行状态监测装置，其中，还包括供电模块，用于根据控制单元的相应供电指令，分别为数据传输单元、压力传感器、振动检测器供电或停止供电。优选地，所述供电模块包括电源和多个开关电路，所述多个开关电路根据收控制单元的供电指令，分别接通或断开数据传输单元、压力传感器或振动检测器的电源。优选地，所述的电源为锂电池、镍氢电池、铅酸蓄电池或太阳能电池。优选地，所述的数据传输单元可进一步配置为无线传输单元。优选地，所述的无线传输单元采用ZigBee、433MHz、wifi、LoRa、NB-IoT或Bluetooth方式实现数据传输。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种抽油机运行状态监测方法，其中包括：采集钢丝绳施加的压力信号，以获得包括多个压力值的压力数据；分析所述多个压力数据；以及响应于所述多个压力数据符合预置判断条件，确定对应的抽油机运行状态。优选地，在采集钢丝绳施加的压力数据时，还进一步采集钢丝绳的振动数据，以获得钢丝绳在水平方向的位移；分析所述压力数据和振动数据；以及响应于所述压力数据和振动数据符合预置判断条件，确定对应的抽油机运行状态。优选地，所述预置判断条件为：在抽油机上行过程中，压力值变小，在抽油机下行程中，压力值变大时，对应的抽油机运行状态为正常。优选地，所述预置判断条件为：当多个压力值相同，或压力值之间的差值小于差值阈值，且钢丝绳的水平方向位移为0或小于位移阈值，对应的抽油机运行状态为停机。优选地，所述预置判断条件为：当多个压力值相同，或压力值之间的差值小于差值阈值，且钢丝绳的水平方向位移大于位移阈值，对应的抽油机运行状态为异常。优选地，所述的抽油机运行状态监测方法进一步包括：将抽油机运行状态或获得的压力数据发送到第二设备装置。优选地，所述的抽油机运行状态监测方法进一步包括：在抽油机运行状态为异常时，发送报警信息。优选地，所述的抽油机运行状态监测方法进一步包括：设置数据采集周期和采集数量；响应于设置的采集周期和采集数量，采集钢丝绳施加的压力信号，以获得符合采集数量的压力值。本专利技术提供的监测装置安装方便，运行可靠，可直接监测抽油机运行状态，能够根据抽油机钢丝绳的受力情况及时获取抽油机的运行状态，并且在抽油机出现异常情况、安全问题时能够及时报警，缩短了发现问题时间，降低了事故发生率，提高了现场问题处理速度。附图说明下面，将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：图1是现有技术中游梁抽油机传动机构实施例的示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例的抽油机运行状态监测装置的结构示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例提供的监测装置的电路原理框图；以及图4是根据本专利技术一个实施例的抽油机运行状态监测方法流程图图5是根据本专利技术的一个实施例的现场应用示意图；以及图6是根据本专利技术的一个实施例的采集数据绘制的采集次数与对应压力值的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机运行状态监测装置，其中包括：/n夹持构件，其具有用于夹持钢丝绳的第一空腔、与所述第一空腔连通的预置腔和电路腔；/n压力传感器，其安装在预置腔中，可以与钢丝绳抵压在一起，用于感测来自所述钢丝绳的压力，以获取钢丝绳的压力信号；以及/n数据处理模块，其安装在电路腔中，与所述压力传感器电连接，根据钢丝绳的压力信号确定抽油机的运行状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种抽油机运行状态监测装置，其中包括：
夹持构件，其具有用于夹持钢丝绳的第一空腔、与所述第一空腔连通的预置腔和电路腔；
压力传感器，其安装在预置腔中，可以与钢丝绳抵压在一起，用于感测来自所述钢丝绳的压力，以获取钢丝绳的压力信号；以及
数据处理模块，其安装在电路腔中，与所述压力传感器电连接，根据钢丝绳的压力信号确定抽油机的运行状态。


2.根据权利要求1所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述夹持构件包括：
底座，其主体的中间向内部凹进形成凹部；
夹板，其主体的中间向外部凸出形成凸部；其中，所述底座和所述夹板通过连接件合并连接在一起，底座的凹部与夹板的凸部合并在一起形成相互连通的第一空腔和预置腔，以及
壳体，与所述底座相连接，并与所述底座之间形成电路腔。


3.根据权利要求2所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述夹板的凸部上设有调节孔，所述夹持构件还包括压力调节件；所述压力调节件通过所述调节孔可以与钢丝绳相抵压，用以调节钢丝绳与压力传感器之间的挤压力。


4.根据权利要求3所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述调节孔设有螺纹，所述压力调节件包括与之配合的螺杆或螺栓。


5.根据权利要求1所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述压力传感器包括：
压力感测元件，用于将受到的钢丝绳的压力变换为电信号；以及
调理电路，与所述压力感测元件电连接，将压力感测元件的输出信号调理为传感器标准信号。


6.根据权利要求1所述的抽油机运行状态监测装置，其中，还进一步包括：
振动检测器，其安装在电路腔中，用于感测所述钢丝绳的振动，以获取钢丝绳的振动信号；所述数据处理模块进一步与所述振动检测器电连接，根据钢丝绳的压力信号和振动信号确定抽油机的运行状态。


7.根据权利要求1所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述振动检测器为加速度传感器，至少获取钢丝绳水平方向的加速度。


8.根据权利要求1所述的抽油机运行状态监测装置，其中，所述数据处理模块包括：
信号处理单元，用于处理来自于所述压力传感器和振动检测器的信号，并获得钢丝绳的压力值和至少钢丝绳水平方向的位移；
控制单元，与所述信号处理单元相连接，用于根据钢丝绳的压力值和至少水平方向的位移，按照预置判断条件，确定抽油机运行状态；以及
数据传输单元，与所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯祎诺，
申请(专利权)人：冯祎诺，
类型：发明
国别省市：山东;37