专利名称：采用gps定位技术的油井憋压试验记录仪的制作方法
技术领域：
采用GPS定位技术的油井憋压试验记录仪技术领域本发明属于油井用仪表技术领域，特别是提供了一种采用GPS定位技术的油井憋 压试验记录仪。
技术背景对生产油井定期进行憋压试验一直是国内各大油田进行采油设备(抽油机、螺杆 泵等)维护，及早发现潜在故障的重要手段之一，也是各釆油厂下属井组工人日常的 主要工作之一。在传统的油井憋压试验中，主要采用人工的方法，运用压力表和秒表 记录压力和对应的时间数据，这种方法存在着记录点数有限、数据的记录精度受操作 工人的操作水平和责任心等人为因素的限制，数据质量难以保证、曲线不能及时绘制， 致使诊断的准确性和及时性不强，不能真实反映抽油机和螺杆泵的工况。此前，有人提出过利用智能仪器自动记录憋压曲线的想法，但仍然没有解决各油 田普遍存在的井组工人有时不到实际井口进行憋压试验，而是在车间"闭门造车"、 杜撰数据，或者用甲井的憋压数据代替乙井的数据，或者采用直接更改记录文件时间 的手段进行作弊的问题。虚假数据会造成问题井得不到及时处理，断送了及早处理故 障设备的最佳时机，降低釆油设备的管理水平，给企业造成重大损失。与本发明直接相关的现有技术如下中国专利专利号CN1108732所提出的"便携式低功耗智能油井压力测量记录仪" 的主要内容是"本发明是用于测量记录油田产油井的油压、回压、水压、套压的便携 式智能仪表，主要由键显电路板、主电路板、通讯插口、充电插口等组成，在测压时， 将应变式压力传感器1与安装在测点的快速单向阀接头接通后，相应的压力信号即被 采入，经处理后的压力值连同采集时刻信息，可在本发明中贮存和显示，也可通过 RS232C通信接口电路14和通信插口 20送往管理计算机进行显示、打印或做其他后续 处理，其优点是 一台仪表可对1350个测压点进行巡回测量和记录，且精度高，使用 简便等。"其缺点是-以上方案未解决测压点与测量记录的自动对应问题，测压点名称要么是用户现场 手工输入，要么是事后补录，这就为虚假数据的产生埋下了伏笔，使数据有可能"张 冠李戴"或被"偷梁换柱"。 发明内容本发明的目的在于提供一种釆用GPS定位技术的油井憋压试验记录仪，解决了产 油井憋压试验记录仪所记录的数据与井名的自动对应问题，彻底杜绝了虚假数据的产 生，提高了采集曲线的可信度。本发明的硬件由智能主机、GPS接收机模块、数据采集模块、压力传感器组成。 数据采集模块通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连，GPS接收机模块通过 RS232电缆与智能主机的RS232C接口相连，数据采集模块通过压力传感器电缆与压力 传感器相连，其原理框图见图l。智能主机是包含CPU、彩色液晶显示屏、触摸屏、键盘、USB主机接口和RS232C 接口部件的嵌入式计算机，比如任意一款包含CPU、彩色液晶显示屏、触摸屏、键盘、 USB主机接口和RS232C接口部件的PDA (个人数字助理)均可作为智能主机使用。数据采集模块通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连，GPS接收机模块通过 RS232电缆与智能主机的RS232C接口相连，数据采集模块通过压力传感器电缆与压力 传感器相连。智能主机上运行嵌入式操作系统软件和符合憋压试验要求的嵌入式应用 软件。操作者通过触摸屏和键盘操作主机。智能主机事先通过控制GPS接收机对各待测油井的坐标进行定位，并将定位结果 连同对应的井名信息一同保存在智能主机的数据库中，采用口令对智能主机上的井位 数据库进行访问权限控制，只有管理员权限的用户才能对该数据库进行修改、写操作。每次使用本发明的仪器进行憋压试验时，智能主机首先对当前地理位置进行定位， 并根据定位结果，按照一定的允许误差在数据库中査找事先录入的井名信息，该信息 与之后获得的压力数据一同作为试验结果保存起来。在整个测量过程中，井名信息是 智能主机自动获取的，无须操作人员现场输入，既方便了操作又从根本上杜绝了数据 造假现象的发生。本发明技术方案的关键点本发明创造性地将GPS定位技术应用于产油井的憋压试验记录仪中，利用GPS定位 结果自动获取井名信息，彻底杜绝了记录数据的造假现象。 本发明技术方案带来的有益效果采用本发明的仪器进行憋压试验时，能够彻底杜绝数据造假现象，提高油田的生产设备管理水平。同时，由于无须操作人员现场录入井名信息，加快了测量过程，提高了劳动生产率。
图l为本发明的原理框图。图2为数据采集模块原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的硬件由智能主机、GPS接收机模块、数据采集模块、压力传 感器以及它们之间的连线组成。智能主机是包含CPU、彩色液晶显示屏、触摸屏、键盘、USB主机接口和RS232C接 口的嵌入式计算机，比如任意一款包含以上部件的PDA (个人数字助理)均可作为智能 主机使用。数据采集模块通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连，GPS接收机模块通过 RS232电缆与智能主机的RS232C接口相连，数据采集模块通过压力传感器电缆与压力传 感器相连。智能主机上运行嵌入式操作系统软件和符合憋压试验要求的嵌入式应用软 件。操作者通过触摸屏和键盘操作主机。智能主机事先通过控制GPS接收机对各待测油井的坐标进行定位，并将定位结果4连同对应的井名信息一同保存在智能主机的数据库中，采用口令对智能主机上的井位 数据库进行访问权限控制，只有管理员权限的用户才能对该数据库进行修改、写操作。 每次使用本发明的仪器进行憋压试验时，智能主机首先对当前地理位置进行定位， 并根据定位结果，按照一定的允许误差在数据库中查找事先录入的井名信息，该信息 与之后获得的压力数据一同作为试验结果保存起来。在整个测量过程中，井名信息是 智能主机自动获取的，无须操作人员现场输入，既方便了操作又从根本上杜绝了数据 造假现象的发生。目前市场上各种GPS接收机模块种类繁多，只要选择一款功耗低、带RS232C接口 的机型即可在本发明中使用。本发明所使用的压力传感器属于应变式压力传感器，采用5V供电，其输出是与所 测压力成正比的电压信号。数据采集模块的原理框图如图2所示。USB从机接口通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连，此USB接口既用来给 数据采集模块供电，又是两者之间传递数据的通道。应变式压力传感器通过压力传感 器连接插头与数据采集模块相连。该插头为三芯插头，其中包括+5V电源、正比于测 量压力的模拟电压信号和参考电平。为提高测量精度，来自USB总线的未稳压+5V电 源须经过稳压电路(REG710)稳压处理后给压力传感器和电压跟随器供电。压力传感 器输出的压力信号经分压滤波电路后送给电压跟随器，然后再传送到CPU的A/D转换 输入端进行模数转换。电压跟随器由低偏置电压、低功耗的轨至轨运算放大器AD8551 构成。为了保护CPU的模拟转换通道，在电压跟随器的输出端加有钳位电路。USB端 口保护电路(USBLC6-2SC6)连接在USB总线的D+、 D-端，提供对USB端口的保护， 以防接插USB电缆时可能对USB端口造成的静电/高压损伤。编程接口连接CPU的调 试引脚，用来调试程序以及将最终的执行代码烧录在CPU中执行。CPU可采用任意一 款内置USB引擎、AD转换功能、FlashROM、 SRAM的MCU实现，本实例采用的是 Silicon Laboratories公司出品的C8051F320。红、绿双色LED发光二极管连接在 CPU的任意两个空闲的I/O引脚上，用来指示数据采集模块的工作状态。
权利要求1、一种采用GPS定位技术的油井憋压试验记录仪，其特征在于由智能主机、GPS接收机模块、数据采集模块、压力传感器组成；数据采集模块通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连，GPS接收机模块通过RS232电缆与智能主机的RS232C接口相连，数据采集模块通过压力传感器电缆与压力传感器相连。
2、 按照权利要求l所述的记录仪，其特征在于智能主机包含CPU、 彩色液晶显示屏、触摸屏、键盘、USB主机接口和RS232C接口部件的嵌入 式计算机；数据采集模块通过USB电缆与智能主机的USB主机接口相连， GPS接收机模块通过RS232电缆与智能主机的RS232C接口相连，数据采集 模块通过压力传感器电缆与压力传感器相连。
3、 按照权利要求1所述的记录仪，其特征在于:智能主机为包含CPU、 彩色液晶显示屏、触摸屏、键盘、USB主机接口和RS232C接口部件的 PDA任意一款。
专利摘要一种采用GPS定位技术的油井憋压试验记录仪，属于油井用仪表技术领域。由智能主机、GPS接收机模块、数据采集模块、压力传感器组成。智能主机事先通过控制GPS接收机对各待测油井的坐标进行定位，并将定位结果连同对应的井名信息一同保存在智能主机的数据库中，采用口令对智能主机上的井位数据库进行访问权限控制，只有管理员权限的用户才能对该数据库进行修改、写操作。优点在于，解决了产油井憋压试验记录仪所记录的数据与井名的自动对应问题，彻底杜绝了虚假数据的产生，提高了采集曲线的可信度。
文档编号E21B47/06GK201221350SQ20082010843
公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者军 宁, 张丽辉, 张子良 申请人:北京金禾创业科技发展有限公司