抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，属于油田生产和节能监测技术领域。本发明专利技术采用包括无线载荷传感器、无线激光位移传感器及磁吸反光板的分体式无线示功仪采集数据，以及无线电参采集器采集数据，传输给同步示功图和电功图绘制组件对数据进行处理，输出抽油机一个运行周期的数据，对处理后数据进行图形平滑处理，并进行绘制及输出。本发明专利技术通过无线载荷传感器、无线激光位移传感器及无线电参采集器同步进行数据采集，在现场即可进行示功图及电功图的图形绘制。即可进行示功图及电功图的图形绘制。即可进行示功图及电功图的图形绘制。

【技术实现步骤摘要】
抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置


[0001]本专利技术涉及石油天然气增产
，尤其涉及抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置。

技术介绍

[0002]目前示功图便携式监测仪器中位移测量采用拉绳传感器或加速度传感器。拉绳传感器可测冲程范围小于8米，无法测试长冲程(如立式)抽油机，且对于高冲次和大载荷的工况，容易发生断脱等造成人员伤害和仪器损坏；加速度传感器的位移值通过测量加速度计算得出，计算误差较大，尤其是低冲次时，死点位置加速度小，造成无法判断死点位置，不适用于节能监测。同时，测试时载荷传感器夹持在悬绳器处，抽油机长时间野外运行，悬绳器夹持面容易不平整或两侧不平行，目前的载荷传感器触头结构，测试时易造成载荷数据测试不准确。
[0003]目前普遍使用的示功图测试装置载荷和位移传感器采用一体化设计，发生震动及“扭辫子”现象时，易造成位移测量偏差和计算误差。目前普遍使用的节能监测装置和系统已不能满足部分长冲程、高冲次和大载荷的抽油机示功图的测试要求，抽油机的节能监测需要适用范围更宽、准确性和可靠性更强的仪器装置。
[0004]游梁式抽油机属于上、下冲程变工况周期性运行设备，抽油机在运转时同一时间段的工况也会发生较大变化，在目前的抽油机测试中，悬点载荷位移、电流、功率等测试数据由不同的仪器分别采集提供，无法做到数据同步。当示功图与电参数数据不同步时，影响平衡度等节能监测数据的准确计算，同时只能进行周期性工况分析，不能进行精准的点工况分析。
[0005]同时，现有生产及监测仪器及设备在生产现场无法获得抽油机运行电功图。电参数测试数据需要在返回基地后，由专业人员使用专用软件读取，并用电子表格等软件实现图形绘制，绘制的图形不能与抽油机悬点位移及示功图关联，人工分析不直观、时效性差，不利于研究示功图与电功图相互关系和组合诊断。此外，工况分析及诊断过度依赖测试人员和技术人员素质和经验，部分抽油机井、新型抽油机(如超长冲程抽油机)无法获取示功图，而依据电功图进行人工井下工况诊断经验不足等，也是现阶段油田机采系统亟待解决的管理和技术难题。
[0006]现有技术至少存在以下不足：
[0007]1.位移测量采用拉绳传感器、加速度传感器和角位移传感器：拉绳传感器可测冲程范围小于8米，无法测试长冲程(如立式)抽油机，且对于高冲次和大载荷的工况，容易发生断脱等造成人员伤害和仪器损坏，同时，拉绳传感器采集点数较低，抽油机一个运行周期最高采集256点，采集精度
±
1％F.S，对工况的精准分析有一定影响；加速度传感器和角位移传感器的位移值通过测量加速度计算得出，计算误差较大，不符合抽油机节能监测国家标准采集质量要求，不适用于节能监测。
[0008]2.载荷测量采用压应力传感器，传感器上两个压应力感应触头为平顶，测试时传
感器夹持在悬绳器处，抽油机长时间野外运行，悬绳器夹持面容易不平整或两侧不平行，造成压应力感应触头与夹持面接触不上或接触不良，影响载荷测试质量。
[0009]3.抽油机运行时毛辫子及悬绳器始终承受下部交变载荷的拉力，难以避免发生“扭辫子”现象。现有技术载荷、位移传感器为一体式，传感器夹持在悬绳器处，位移测量采用激光测距时，抽油机发生“扭辫子”现象时，激光点会发生较大偏移，造成位移值测量不出或误差大，影响位移测试质量。
[0010]4.载荷、位移传感器与油井综合测试仪主机配套使用，装置检定和校准时成套进行，测试时误拿会造成测试数据采集错误；功图面积积算等计算值由油井综合测试仪主机内置程序完成，发生错误时必须返厂修正。
[0011]5.节能监测所需载荷位移和电参数(包括有功功率、电流、电压、功率因数等)测试数据分别由油井综合测试仪和电能综合测试仪独立收集计算、分别输出，无法进行同步控制和同步数据采集；在生产现场无法获得抽油机运行电功图(有功功率
‑
位移图)及电流、功率因数等其它电参数
‑
位移图。
[0012]6.人工绘制的电功图不能与示功图的数据及图形关联，只能分别进行载荷、电参数的周期性工况分析(最大值、最小值、平均值)，不能进行点工况分析(每个位移点对应一组载荷、电参数数据)，影响工况的精细分析和诊断，分析不直观、时效性差。

技术实现思路

[0013]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，采用包括无线载荷传感器、无线激光位移传感器及磁吸反光板的分体式无线示功仪采集数据，无线载荷传感器夹持在悬绳器的上夹板和下夹板之间，无线激光位移传感器放置在井口装置与反光板之间，反光板设置于悬绳器上；无线载荷传感器感应触头采用半球顶结构；采集的数据传输给同步示功图和电功图绘制组件，同步示功图和电功图绘制组件对数据进行降噪处理后，输出起始点及终止点之间的数据，对处理后数据选择平滑方法进行图形平滑处理，并进行示功图和电功图的同步绘制及显示。本专利技术通过无线载荷传感器、无线激光位移传感器及磁吸反光板同步进行数据采集，在现场即可进行示功图及电功图的同步图形绘制，实时进行精准的点工况诊断，并给出调整建议。
[0014]本专利技术提供了一种抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，包括：分体式无线示功仪、无线电参采集器和同步示功图和电功图绘制组件；
[0015]分体式无线示功仪与无线电参采集器分别与同步示功图和电功图绘制组件连接；
[0016]分体式无线示功仪包括无线载荷传感器、无线激光位移传感器及反光板；
[0017]无线载荷传感器夹持在悬绳器的上夹板和下夹板之间，无线激光位移传感器放置在井口装置或地面与反光板之间，反光板设置于悬绳器上；无线载荷传感器感应触头采用半球顶结构；
[0018]同步示功图和电功图绘制组件与分体式无线示功仪和无线电参采集器分别连接；
[0019]无线载荷传感器、无线激光位移传感器分别与无线电参采集器连接；
[0020]同步示功图和电功图绘制组件执行如下操作：
[0021]控制分体式无线示功仪和无线电参采集器同步采集数据；
[0022]对采集的数据进行处理，获取抽油机一个运行周期数据；
[0023]根据抽油机一个运行周期数据，实时形成同步的示功图和电功图并进行显示。
[0024]优选地，反光板为磁吸反光板。
[0025]优选地，反光板设置于悬绳器的一端。
[0026]优选地，激光位移传感器设置于井口保温箱(或地面)一端。
[0027]优选地，同步示功图和电功图绘制组件包括传感器同步采集控制模块、多参数时序匹配模块、数据处理及规则入库模块、运行周期自动判断模块、同步示功图和电功图实时绘制输出及图形交互模块；
[0028]同步采集控制模块与无线载荷传感器、无线激光位移传感器和无线电参采集器分别连接；同步采集控制模块与多参数时序匹配模块和数据处理及规则入库模块连接；多参数时序匹配模块与数据处理及规则入库模块连接；数据处理及规则入库模块与运行周期自动判断模块连接；运行周期自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，包括：分体式无线示功仪、无线电参采集器和同步示功图和电功图绘制组件；分体式无线示功仪与无线电参采集器分别与同步示功图和电功图绘制组件连接；分体式无线示功仪包括无线载荷传感器、无线激光位移传感器及反光板；无线载荷传感器夹持在悬绳器的上夹板和下夹板之间，无线激光位移传感器放置在井口装置或地面与反光板之间，反光板设置于悬绳器上；无线载荷传感器感应触头采用半球顶结构；同步示功图和电功图绘制组件与分体式无线示功仪和无线电参采集器分别连接；无线载荷传感器、无线激光位移传感器分别与无线电参采集器连接；同步示功图和电功图绘制组件执行如下操作：控制分体式无线示功仪和无线电参采集器同步采集数据；对采集的数据进行处理，获取抽油机一个运行周期数据；根据抽油机一个运行周期数据，实时形成同步的示功图和电功图并进行显示。2.根据权利要求1所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，反光板为磁吸反光板。3.根据权利要求1或2所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，反光板设置于悬绳器一端。4.根据权利要求1所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，同步示功图和电功图绘制组件包括传感器同步采集控制模块、多参数时序匹配模块、数据处理及规则入库模块、运行周期自动判断模块、同步示功图和电功图实时绘制输出及图形交互模块；同步采集控制模块与无线载荷传感器、无线激光位移传感器和无线电参采集器分别连接；同步采集控制模块与多参数时序匹配模块和数据处理及规则入库模块连接；多参数时序匹配模块与数据处理及规则入库模块连接；数据处理及规则入库模块与运行周期自动判断模块连接；运行周期自动判断模块与同步示功图和电功图实时绘制输出及图形交互模块连接；传感器同步采集控制模块，控制无线载荷传感器、无线激光位移传感器和无线电参采集器进行同步参数采集，将采集的数据输入多参数时序匹配模块和数据处理及规则入库模块；多参数时序匹配模块，根据采集的数据获取同一计数点位的同步数据，输出到数据处理及规则入库模块；数据处理及规则入库模块，对传感器同步采集控制模块输入的采集数据和多参数时序匹配模块输入的数据进行同步处理和存储，并输出到运行周期自动判断模块；运行周期自动判断模块，根据数据处理及规则入库模块输入的数据，获取抽油机一个运行周期数据，并输入同步示功图和电功图实时绘制输出及图形交互模块；同步示功图和电功图实时绘制输出及图形交互模块，根据运行周期自动判断模块输入的数据进行示功图和电功图同步组图的实时显示输出和数据查询。5.根据权利要求1或4所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，同步采集的数据包括载荷、位移和有功功率、电流、功率因数和电压数据。
6.根据权利要求5所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，传感器同步采集控制模块通过无线传输网络同时向无线载荷传感器、无线激光位移传感器和无线电参采集器发送指令，无线载荷传感器、无线激光位移传感器和无线电参采集器接收到指令后，进行如下至少一个操作：同步测试初始化和同步测量的开启及停止；进行时钟同步和采集频率设置；开始采集外部数据，并高速存储，达到设定点数的数据量后停止采集。7.根据权利要求5所述的抽油机示功图、电功图同步采集绘制装置，其特征在于，多参数时序匹配模块将采集的数据按时序匹配成组，获取同一计数点位的同步数。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿弦，葛苏鞍，张建华，张胜，马建国，赵福生，刘静，葛永广，包江，
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：