专利名称：油井生产监测控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井生产监测系统，尤指一种能自动测量每口单井全天产量，且能实时监测油井生产工况的油井生产监测控制器。
背景技术：
现有的油田的生产监测和油田单井计量方式是通过每口单井设立的单井计量罐，人工每天通过手持的计数表每两个小时监测一次单井的液量，然后换算成24小时的当天液量来实现的。这种人工的计量方式误差率高，且不能够实时监测单井一次表的相关数值变化，增强了劳动强度，降低了劳动生产率。仅通过人工来进行油井的生产监测不能实时掌握油井的工况，影响油田的生产调度，降低了油田生产的管理水平。发明专利申请(CN1414211A)公开一种“油田生产监控管理系统”仅从总体上公开了一种油田生产监控管理系统，利用GSM/CDMA等移动通讯网中的短消息服务模块作为通讯平台，实现数据的传输和防盗安全监控，并未涉及油田生产监测控制器的具体实现，更没有涉及对具体油井进行实时监测和控制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种油井生产监测控制器，对油井生产工况进行实时监测，而不需再在采油区建设单独的计量间，达到简化地面工艺流程、解决单井计量、减少劳动强度、节约投资、提高管理水平与生产效率的作用。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油井生产监测控制器，包括安装在壳体内的供电电源、监测主板、通信模块，所述供电电源分别与监测主板和通信模块连接，其中，所述监测主板又包括A/D模数转换电路、时钟电路、CPU中央处理器、通信接口电路，所述A/D模数转换电路、时钟电路、通信接口电路分别与所述CPU中央处理器连接；来自现场油井的各种参数信号经所述A/D模数转换电路转换数字电平信号输入给所述CPU中央处理器，由所述CPU中央处理器输出的数字信号通过所述通信接口电路送到所述通信模块，所述时钟电路输出时钟信号给所述监测主板。
上述的油井生产监测控制装置，其中，所述监测主板还包括一存储监测控制定值参数的定值存储模块，所述定值存储模块与所述CPU中央处理器连接。
上述的油井生产监测控制装置，其中，所述监测主板还包括一作为跳线接口的编程跳线模块，所述编程跳线模块与所述CPU中央处理器连接。
上述的油井生产监测控制器，其中，所述监测主板还包括一模数转换前置电路，所述模数转换前置电路为稳压电源电路。
上述的油井生产监测控制器，其中，还包括安装在油井现场的变送器，所述变送器接收所述模数转换前置电路提供的稳定工作电源并将来自现场油井的生产参数量变成标准电流信号输出给所述A/D模数转换电路。
上述的油井生产监测控制器，其中，所述定值存储模块为一EEPROM存储器。
上述的油井生产监测控制器，其中，所述A/D模数转换电路为一模数转换芯片。
上述的油井生产监测控制器，其中，所述通信模块为一与指挥中心模块无线连接的GPRS调制解调器。
上述的油井生产监测控制器，其中，所述通信接口电路包括一RS232串行接口。
采用上述油井生产监测控制器，可以通过实时掌握油井的工况，及时进行生产调度，达到提高管理水平与生产效率的效果；通过减少人工巡井次数，减少配水间值班人员，达到减少人员编制，提高劳动生产率的效果；通过实时监测被控参数的异常变化，自动报警提示值班人员，达到确保生产安全，减少事故损失的效果；通过实时故障报警，管理部门及时下达措施指令，使油井在最短时间内恢复正常生产，达到减少停井时间，提高注水效率的效果。该生产监测控制器集成性好，制造成本低，安装维护方便。
图1为一种油井远程监测器的示意图；图2为图1中监测主板的电路示意框图；
图3为本实用新型揭示的控制器具体电路图。
其中，附图标记1-电源；2-监测主板；21-模数转换前置电路；22-A/D模数转换电路；23-时钟电路；24-定值存储模块(EEPROM)；25-CPU中央处理器；26-通信接口电路；27-编程跳线模块3-传感器；4-油井；5-通信模块；6-指挥中心模块具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为油井远程监测器流程图，电源1为监测主板2提供电源，传感器3将从油井4获得的现场参数(压力、温度、油量)送入监测主板2，监测主板2对上送的现场参数进行定期采集，对油量脉冲进行计数，并将数据上送给GPRS MODEM通信模块5实现无线远程传送，同时监测主板2接收指挥中心模块6通过GPRS MODEM通信模块5下发下来的设置命令，对采样周期、数据上送周期、油量累计底数进行设置或者清零，同时也可以对指挥中心模块6下发的遥控命令进行执行，对抽油机进行远程操作。
图2为监测主板2的示意框图，包括模数转换前置电路(LM317)21，A/D模数转换电路22，PCF8563时钟电路23，24LC65(EEPROM)定值存储模块24，CPU中央处理器25，通信接口电路(RS232)26，ISP编程跳线电路27。
监测主板(采集模块)2上电后首先执行预定参数初始化后，启动CPU中央处理器25定时器，进行计时，根据默认的采样周期时间进行采样，现场油井的压力、温度、抽油机电机的电流、电压这些生产过程的参数量经过变送器后变成标准的4-20mA送到监测主板2后变成0-5V的电平量以供监测主板2通过A/D模数转换电路22实现模数转换。模数转换前置电路(LM317)21为稳压电路，用来接入现场参数信号的变送器提供稳定的工作电源，以保证采集的准确性。判断当采样时间到后启动模数转换，实现现场信号量的数字化，每次启动模数转换后进行多次转换实现数字滤波以使采样尽可能准确。当现场计量罐装满一罐后，带动位于计量罐中的接近磁铁接近干簧管使干簧管导通，当干簧管导通后，引入低电平到监测主板2，促使CPU中央处理器25进入外部中断实现油量脉冲的计数，从而实现油田产油量的计量。模数转换完成后当数据上送周期到后把数据通过监测主板2的通信接口电路26上送到GPRS MODEM通信模块5，从而实现数据的远程传送。PCF8563时钟电路23为监测主板2的采集、控制提供标准的时间参考。ISP编程跳线模块27用来提供跳线接口，使监测主板2在正常运行状态和在系统中编程ISP状态之间切换。24LC65(EEPROM)定值存储模块24用于存取控制器终端装置的一些定值参数如ID号，使其在现场停电的情况下不丢失。监测主板2在进行循环采样时能对外部调试人员通过串口进行设备ID号的设置进行响应并写入到EEPROM中。
图3为控制器具体电路图，U1、U2、U3、U4构成模数转换前置电路(LM317)通过接口J1与变送器(安装在现场油田计量油罐上的能输出标准电流信号的变送器)相连，变送器(未画出)通过接口J1与模数转换芯片U6(TLC2543)相连，模数转换芯片U6(TLC2543)与CPU中央处理器U9(P89669)相连，EEPROM芯片(24LC65)与CPU中央处理器U9(P89669)相连，PCF8563时钟电路芯片U8与CPU中央处理器U9(P89669)相连，电平转换芯片U5(MAX 202)与CPU中央处理器U9(P89669)相连，S2FLYPRG为ISP编程跳线模块27与CPU中央处理器U9(P89669)相连。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，本领域普通技术人员可根据本实用新型作出各种等效的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种油井生产监测控制器，包括安装在壳体内的供电电源、监测主板、通信模块，所述供电电源分别与监测主板和通信模块连接，其特征在于所述监测主板又包括A/D模数转换电路、时钟电路、CPU中央处理器、通信接口电路，所述A/D模数转换电路、时钟电路、通信接口电路分别与所述CPU中央处理器连接；来自现场油井的各种参数信号经所述A/D模数转换电路转换数字电平信号输入给所述CPU中央处理器，由所述CPU中央处理器输出的数字信号通过所述通信接口电路送到所述通信模块，所述时钟电路输出时钟信号给所述监测主板。
2.根据权利要求1所述的油井生产监测控制装置，其特征在于，所述监测主板还包括一存储监测控制定值参数的定值存储模块，所述定值存储模块与所述CPU中央处理器连接。
3.根据权利要求1或2所述的油井生产监测控制装置，其特征在于，所述监测主板还包括一作为跳线接口的编程跳线模块，所述编程跳线模块与所述CPU中央处理器连接。
4.如权利要求3所述的油井生产监测控制器，其特征在于，所述监测主板还包括一模数转换前置电路，所述模数转换前置电路为稳压电源电路。
5.如权利要求4所述的油井生产监测控制器，其特征在于，还包括安装在油井现场的变送器，所述变送器接收所述模数转换前置电路提供的稳定工作电源并将来自现场油井的生产参数量变成标准电流信号输出给所述A/D模数转换电路。
6.如权利要求2所述的油井生产监测控制器，其特征在于，所述定值存储模块为一EEPROM存储器。
7.如权利要求1所述的油井生产监测控制器，其特征在于，所述A/D模数转换电路为一模数转换芯片。
8.如权利要求1、2、4、5、6或7所述的油井生产监测控制器，其特征在于，所述通信模块为一与指挥中心模块无线连接的GPRS调制解调器。
9.如权利要求1所述的油井生产监测控制器，其特征在于，所述通信接口电路包括一RS232串行接口。
专利摘要本实用新型涉及油井生产监测控制器，包括电源、监测主板、传感器、指挥中心模块、通信模块，所述监测主板包括AD转换部分、时钟模块、定值模块、CPU、通信接口部分、编程跳线部分，传感器部分一端与现场油井的监测件相连，一端连接至AD模数转换模块，AD模数转换模块与CPU相连，时钟模块、定值模块、通信接口部分、编程跳线部分都与CPU连接；现场油井的各种参数信号经过传感器传送到AD转换模块，再通过监测主板的通信接口部分上送到通信模块，时钟模块给监测主板的采集、控制提供标准的时间参考时钟信号，编程跳线部分作为跳线接口，所述监测控制器终端装置的定值参数存储在定值模块。本实用新型用于对油井工况实时监测，提高管理水平与生产效率。
文档编号E21B43/12GK2746121SQ20042000922
公开日2005年12月14日 申请日期2004年8月5日 优先权日2004年8月5日
发明者臧海宏, 周明, 王智 申请人:北京卓辰基业技术开发有限公司