一种抽油机井系统效率测试仪技术方案

一种抽油机井系统效率测试仪，主机CPU和无线示功图传感器通过主机无线通讯模块通讯。主机USB插座通过USB转换模块与主机CPU连接。电流互感器连接电参测量模块内滤波电路。测试夹通过电参内过流过压保护及降压器连接电参测量模块内滤波电路，其后通过电能计量芯片、信号隔离电路与电参CPU连接。电参USB插座连主机USB插座及电参CPU。电参USB插座还通过隔离电源与电能计量芯片连接。主机还连压力传感器和井口连接器。主机USB插座还可与计算机和外置U盘连接。是测试油田抽油机井的多个电参数及示功图、动液面等多功能的综合测试仪器，能够计算抽油机井系统效率，为抽油机井进行工况诊断和平衡分析提供准确数据。

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机井系统效率测试仪
本专利技术属于油田测试设备领域，特别涉及一种抽油机井系统效率测试仪，是测试油田抽油机井的电参数，包括电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、功率位移曲线及示功图、动液面等多功能的综合测试仪器，能够计算抽油机井系统效率，为抽油机井进行工况诊断和平衡分析提供准确数据。通过分析可以确定最佳节能降耗调参优化方案，以保证抽油机井运行在最佳状态，提高油井系统效率。该仪器主要应用于油田低压测试领域，能为分析抽油机平衡情况和运行特性提供准确数据。
技术介绍
在油田开发生产过程中，正量化合理的工作参数是充分发挥油井的生产能力,使动液面和流压保持在一定的合理范围之内,并使消耗的能量最小,做到高产低耗的重要因素。抽油机井的抽吸参数不完全是合理的,对动液面低,示功图气体影响或供液不足抽油机井效率低下的井,应在条件允许的情况下量化调参。系统效率是通过同一时间测试的示功图、动液面和电参数等参数，通过系统诊断分析优化软件计算出系统效率和调参结果。要求示功图和电参数在抽油机井运行周期中要同步测试数据，才能真正准确计算出抽油机井系统效率。而目前在油田测试示功图、动液面和电参数都是使用示功仪进行示功图和动液面测试，再使用功率仪测试电参数，也有集示功图、动液面和电参数于一体的系统效率测试仪，但不能进行示功图和电参数同步测试。这样测试的数据必然给系统效率诊断分析带来误判。另外电参数测试时，前端三相电机测试电压线测试端线电压可达到1140V高压，目前市场在用系统效率测试仪电压测试线都是通过接口直接进入操作主机，如果测试线有磨损裸露或是接口松动，操作者稍有不慎就会造成人员伤亡，具有极大安全隐患。再有就是目前市场出现的系统效率测试仪与上位机通讯，都需要安装驱动程序，不但麻烦，更主要是因为电脑系统多样化问题，频繁出现系统故障导致通讯不了，而且都具有体积大、重量重以及携带操作不便利的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抽油机井系统效率测试仪，是一种新型结构设计及连接方式的便携式抽油机井系统效率测试仪，测试安全可靠、重量轻，使用方便。采用的技术方案是：一种抽油机井系统效率测试仪，主机内有主机CPU处理器。其技术要点在于：主机CPU处理器和主机无线通讯模块对应连接，主机无线通讯模块与无线示功图传感器无线通讯。主机电源模块与主机CPU处理器和主机存储器对应连接供电。主机CPU处理器和主机存储器对应连接。主机USB插座和主机USB转换模块连接。主机USB转换模块与主机CPU处理器和主机存储器对应连接。电参测量模块三相电流互感器电缆插座连接电参测量模块内滤波电路的电流滤波部分。电参测量模块三相电压及零线电缆插座通过电参测量模块内过流过压保护及降压器连接电参测量模块内滤波电路的电压滤波部分。电参测量模块内滤波电路通过电参测量模块内三相电能计量芯片、电参测量模块内信号隔离电路与电参测量模块CPU处理器对应连接。电参测量模块USB插座通过主机与电参测量模块连接电缆连接主机USB插座。电参测量模块USB插座与电参测量模块CPU处理器对应连接。电参测量模块USB插座还通过电参测量模块内隔离电源与电参测量模块内三相电能计量芯片对应连接。电参测量模块三相电流互感器电缆插座连接A、B、C三相电流互感器。电参测量模块三相电压及零线电缆插座连接A相高压测试夹、B相高压测试夹、C相高压测试夹和零线测试夹。三相电流互感器为三相钳形电流互感器。主机内的主机放大电路连接主机套压测试插座，压力传感器通过主机与压力传感器连接电缆连接主机套压测试插座。主机放大电路通过主机A/D转换器与主机CPU处理器对应连接。主机内的主机放大电路连接主机动液面插座。井口连接器通过主机与井口连接器连接电缆连接主机动液面插座。主机放大电路通过主机A/D转换器与主机CPU处理器对应连接。主机USB插座与计算机对应连接。主机USB插座与外置U盘对应连接。主机CPU处理器通过主机键盘接口连接主机键盘。主机CPU处理器通过主机液晶接口连接主机液晶显示屏。无线示功图传感器为压力型示功图传感器或卡光杆式示功图传感器。主机无线通讯模块包括主机无线通讯模块接口和主机天线。主机侧面上的USB插座是多功能复用口，主要功能：通过单根四芯专用电缆与电参测量模块进行连接，可以方便移动主机到有效无线通讯区域进行无线测试，实现示功图与电参数的同步测试功能当主机给电参测量模块发出测试指令，电参测量模块就会按照主机指令进行电参量采集，采集数据实时发回给主机。当需要示功图与电参数同步测试时，主机给无线示功图传感器和电参测量模块同时发出测试指令，示功图每采集一个点数据即刻通过无线通讯模块发回给主机，同时在下一个示功图采样点指令发出前，电参测量模块采集的电参数据通过四芯专用电缆传回给主机，完成一次示功图和电参量的同步测试，能实现同步测试也是得益于主机和电参测量模块内最新一代CortexM7架构的高速CPU之间的通讯功能。抽油机井电参数和示功图同步测试时，无线示功图传感器安装在抽油机前端驴头下悬绳器位置，电参测试前端的高压测试夹和钳形电流互感器都要对应配电箱内的三相电机三相线A、B、C和配电箱外壳地上对应位置连接好，而配电箱处于抽油机和平衡块后端，属于无线信号屏蔽区域。如果不采用主机和电参测量模块通过电缆这种结构和连接方式，无线示功图传感器信号会受到抽油机和平衡块屏蔽而通讯失败，即使想移动主机到空旷区域，三根钳形互感器和四根测试线一组电缆随着主机移动也很不方便，而采用单根四芯专用电缆，移动起来就非常方便，长度根据需要设定，一般设定6米。过电参测量模块与主机分体式设计结构及USB连接方式，通过三只钳形互感器（A、B、C）、四只测试夹（A、B、C、零线N）及对应电缆既可实现了抽油机井前端三相电流、电压的智能数据采集与通讯，同时电参测量模块、单根四芯专用电缆也对前端高电压高电流与主机进行了完全隔离，保证了主机操作人员的安全。主机通过USB口利用单根四芯专用电缆与电参测量模块USB口连接，为之提供5V工作电压及与之通讯功能。主机与前端高压测试端通过电参测量模块和单根四芯专用电缆进行了高压隔离。单根四芯专用电缆主要完成主机给电参测量模块提供5V工作电压及与之通讯功能。此时四芯专用电缆只有5V电压，不存在高压，主机与前端高压测试端通过电参测量模块进行了高压隔离，保证了主机使用人员安全操作。主机可通过此USB接口使用USB专用电缆与上位机进行信号连接，实现内置存储器数据通讯功能，把主机内数据上传到计算机，而无需安装任何USB驱动程序。主机也可以通过USB专用电缆与外置U盘连接，利用主机读取外置U盘数据。主机上的套压测试插座通过4芯专用电缆与压力传感器信号连接，测试油井井口套管压力。主机的液面插座通过2芯专用连接电缆与井口连接器进行信号连接，进行油井动液面测试。主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机井系统效率测试仪，主机（17）内有主机CPU处理器（23）；其特征在于：/n主机CPU处理器（23）和主机无线通讯模块（15）对应连接，主机无线通讯模块（15）与无线示功图传感器（12）无线通讯；/n主机电源模块（22）与主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接供电；/n主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接；/n主机USB插座（4）和主机USB转换模块（3）连接；/n主机USB转换模块（3）与主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接；/n电参测量模块三相电流互感器电缆插座（13）连接电参测量模块内滤波电路（34）的电流滤波部分；/n电参测量模块三相电压及零线电缆插座（14）通过电参测量模块内过流过压保护及降压器（35）连接电参测量模块内滤波电路（34）的电压滤波部分；/n电参测量模块内电流和电压滤波电路（34）通过电参测量模块内三相电能计量芯片（33）、电参测量模块内信号隔离电路（32）与电参测量模块CPU处理器（30）对应连接；/n电参测量模块USB插座（36）通过主机与电参测量模块连接电缆（18）连接主机USB插座（4）；/n电参测量模块USB插座（36）与电参测量模块CPU处理器（30）对应连接；/n电参测量模块USB插座（36）还通过电参测量模块内隔离电源（31）与电参测量模块内三相电能计量芯片（33）对应连接；/n电参测量模块三相电流互感器电缆插座（13）连接A、B、C三相电流互感器；/n电参测量模块三相电压及零线电缆插座（14）连接A相高压测试夹、B相高压测试夹、C相高压测试夹和零线测试夹。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抽油机井系统效率测试仪，主机（17）内有主机CPU处理器（23）；其特征在于：
主机CPU处理器（23）和主机无线通讯模块（15）对应连接，主机无线通讯模块（15）与无线示功图传感器（12）无线通讯；
主机电源模块（22）与主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接供电；
主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接；
主机USB插座（4）和主机USB转换模块（3）连接；
主机USB转换模块（3）与主机CPU处理器（23）和主机存储器（21）对应连接；
电参测量模块三相电流互感器电缆插座（13）连接电参测量模块内滤波电路（34）的电流滤波部分；
电参测量模块三相电压及零线电缆插座（14）通过电参测量模块内过流过压保护及降压器（35）连接电参测量模块内滤波电路（34）的电压滤波部分；
电参测量模块内电流和电压滤波电路（34）通过电参测量模块内三相电能计量芯片（33）、电参测量模块内信号隔离电路（32）与电参测量模块CPU处理器（30）对应连接；
电参测量模块USB插座（36）通过主机与电参测量模块连接电缆（18）连接主机USB插座（4）；
电参测量模块USB插座（36）与电参测量模块CPU处理器（30）对应连接；
电参测量模块USB插座（36）还通过电参测量模块内隔离电源（31）与电参测量模块内三相电能计量芯片（33）对应连接；
电参测量模块三相电流互感器电缆插座（13）连接A、B、C三相电流互感器；
电参测量模块三相电压及零线电缆插座（14）连接A相高压测试夹、B相高压测试夹、C相高压测试夹和零线测试夹。


2.根据权利要求1所述的一种抽油机井系统效率测试仪，其特征在于：
三相电流互感器为三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光欣，王国盛，李小影，王守志，任立新，李宁，
申请(专利权)人：沈阳金凯瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21