一种游梁式抽油机示功仪的制作方法

本实用新型涉及抽油机示功图获取设备领域，特别涉及一种游梁式抽油机示功仪。

背景技术：

抽油机示功图是抽油机悬点载荷随位移的变化所构成的封闭曲线图，能及时准确地反映有杆泵抽油系统的工作状况，也是油井各项措施安排的重要依据。游梁式抽油机获取示功图的设备主要是游梁式抽油机示功仪，通过游梁式抽油机示功仪采集悬点载荷以及位移数据来获取示功图。

目前游梁式抽油机示功仪主要有两种：第一种示功仪是分体式示功仪，其分为两部分，通过安装在游梁的部分测量悬点位移，通过安装在悬绳器与光杆之间的带有载荷传感器的部分测量悬点载荷，将测量得到的数据输出，得到示功图；第二种示功仪是一体式示功仪，其将测量悬点位移的部件、以及带有载荷传感器的用于测量悬点载荷的部件作为一个整体，安装在抽油机悬绳器与光杆之间，获取光杆悬点载荷及角位移，其中，载荷传感器包括两个触点，通过触点与光杆顶部直接接触获取悬点载荷，将该数据输出得到示功图。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：

第一种示功仪由于分为两部分，在安装和维修时较费时费力，第一种以及第二种示功仪都将带有载荷传感器的部件需要安装在悬绳器与光杆之间，通过触点与光杆顶部直接接触获取悬点载荷，使得带有载荷传感器的部件直接承受悬点载荷的力，由于其承受载荷的波动较大，在突然加载、卸载的过程中可能会超过载荷传感器的最大承受压力极限，使测量的时候产生误差，使用寿命短。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型实施例提供了一种游梁式抽油机示功仪。所述技术方案如下：

一种游梁式抽油机示功仪，包括：壳体、位于所述壳体上的载荷传感器、位于所述壳体内的位移传感器、单片机芯片、无线通讯模块、电源、以及与所述壳体连接的固定组件；

通过所述固定组件将所述壳体固定于抽油机游梁上；

所述载荷传感器包括力敏元件，所述力敏元件用于与抽油机游梁接触。

具体地，所述壳体包括：能容纳所述电源的第一空腔、与所述第一空腔连通的第二空腔。

具体地，在所述第一空腔、第二空腔与所述壳体内壁之间设置橡胶填充物。

具体地，在所述第二空腔与所述壳体之间设置通道，所述通道起始于所述第一空腔与第二空腔的连接处，结束于所述壳体外壁。

具体地，所述示功仪还包括：用于记录时刻的实时时钟芯片。

具体地，所述载荷传感器、所述位移传感器、所述无线通讯模块、以及所述实时时钟芯片均与所述单片机芯片连接。

具体地，所述载荷传感器还包括电路元件部分。

优选地，所述载荷传感器的电路元件部分、所述位移传感器、所述无线通讯模块、所述单片机芯片、以及所述实时时钟芯片均内嵌于电路板上。

具体地，所述电路板位于所述第二空腔内。

具体地，所述力敏元件位于所述壳体外壁上，导线通过所述通道将所述力敏元件与位于所述第二空腔内的电路元件部分连接。

具体地，所述固定组件包括带有开口的环形钢带、将所述环形钢带的开口闭合的螺钉和螺母。

优选地，所述壳体为圆柱形，所述环形钢带的最大直径大于所述壳体的直径，所述环形钢带的一部分与所述壳体外壁贴合。

优选地，所述力敏元件面向所述环形钢带的开口侧，并且位于所述壳体外壁上不与所述环形钢带贴合的部分。

优选地，所述力敏元件为长方形，其宽度小于所述环形钢带的开口闭合时的最小直径。

优选地，所述环形钢带为两条，均匀分布于所述壳体上。

优选地，所述壳体还包括与所述壳体螺纹连接的密封盖。

优选地，所述位移传感器为三轴加速度芯片。

优选地，所述电源为电池

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过所述固定组件将示功仪固定于抽油机游梁上，载荷传感器中的力敏元件可以与抽油机游梁接触，通过检测抽油机游梁的形变来测量悬点载荷，位移传感器测量游梁的角位移，由于游梁的角位移也就是悬点的角位移，那么将位移传感器固定于游梁上可以实现悬点角位移的测量，通过单片机芯片将测量得到的数据处理，最后通过无线通讯模块将该数据输出之后得到抽油机示功图，解决了带有载荷传感器的部件直接承受悬点载荷的力，在突然加载、卸载的过程中可能会超过载荷传感器的最大承受压力极限，使测量的时候产生误差，使用寿命短的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的游梁式抽油机示功仪结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的游梁式抽油机示功仪不带电路板以及电池的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的游梁式抽油机示功仪壳体以及固定组件的俯视图；

图4是本实用新型实施例提供的游梁式抽油机示功仪的单片机芯片与其他电路元件连接的连接示意图。

其中，附图标记为：

1、壳体；2、载荷传感器；3、位移传感器；4、单片机芯片；5、无线通讯模块；6、电源；7、固定组件；8、橡胶填充物；9、通道；10、实时时钟芯片；11、密封盖；12、电路板；

101、第一空腔；102、第二空腔；201、力敏元件；202、电路元件部分；701、环形钢带，702、螺钉；703、螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

一种游梁式抽油机示功仪，参见图1，包括：壳体1、位于所述壳体1上的载荷传感器2、位于所述壳体1内的位移传感器3、单片机芯片4、无线通讯模块5、电源6、以及与所述壳体1连接的固定组件7；

通过所述固定组件7将所述壳体1固定于抽油机游梁上；

所述载荷传感器2包括力敏元件201，所述力敏元件201用于与抽油机游梁接触。

本实用新型通过所述固定组件7将所述壳体1固定于抽油机游梁上，位于所述壳体1上的载荷传感器2中的力敏元件201可以与抽油机游梁接触，通过检测抽油机游梁的形变来测量悬点载荷，位于所述壳体1内的位移传感器3测量游梁的角位移，由于游梁的角位移也就是悬点的角位移，那么将位移传感器3固定于游梁上可以实现悬点角位移的测量，通过位于所述壳体1上的单片机芯片4将测量得到的悬点载荷以及悬点角位移数据处理，得到悬点载荷以及悬点位移数据，最后通过位于所述壳体1上的无线通讯模块将该数据输出传送到例如计算机等终端设备上后得到抽油机示功图，本实用新型没有将示功仪安装于悬绳器上，解决了带有载荷传感器的部件直接承受悬点载荷的力，在突然加载、卸载的过程中可能会超过载荷传感器的最大承受压力极限，使测量的时候产生误差，使用寿命短的问题。

具体地，参见图2，所述壳体1包括：能容纳所述电源6的第一空腔101、与所述第一空腔101连通的第二空腔102、以及与所述壳体1螺纹连接的密封盖11；壳体1的作用首先是为较为脆弱的组件提供保护，通过密封盖11以及在所述第一空腔101、第二空腔102与所述壳体1内壁之间设置橡胶填充物8的方式，使其内部的电源6、载荷传感器2、位移传感器3、单片机芯片4、无线通讯模块5等部件在游梁移动时，不会受到很大的震动，起到了良好的保护作用。

具体地，本实用新型提供的游梁式抽油机示功仪还包括用于记录时刻的实时时钟芯片10，在实际使用中需要根据不同的时间监测示功图，实时时钟芯片10可以将不同时间得到的示功图数据输出的同时进行时间数据输出，用以区分不同时间获取的示功图数据。所述载荷传感器2、所述位移传感器3、所述无线 通讯模块5、以及所述实时时钟芯片10均与所述单片机芯片4连接；本领域技术人员可以理解的是，所述位移传感器3优选为三轴加速度芯片，所述电源6优选为电池，在实际连接过程中，参见图4，使用长方形电路板12将上述元件安装在一起，将三轴加速度芯片、载荷传感器2的电路元件部分、无线通讯模块5、单片机芯片4、实时时钟芯片10都内嵌于电路板上，将三轴加速度芯片、载荷传感器2的电路元件部分、无线通讯模块5、实时时钟芯片10与单片机芯片4通过导线和排针连接，最后将单片机芯片4与电池连接。其中，所有电路元件均可采用现有的已知型号，例如可以采用型号为MSP430F149的单片机芯片、型号为MMA7455的三轴加速度芯片、型号为433M的无线通讯模块、以及型号为DS1302的实时时钟芯片等。参见图2，由于电路板12设置为长方形，那么第二空腔相应的设置为长方体形，以配合电路板12的形状。

具体地，所述载荷传感器2还包括电路元件部分202，例如仪表放大器、电阻、可调电阻等电路元件，这些电路元件部分202与所述力敏元件201通过导线连接，所述力敏元件201优选为淬火后的钢质材料，通过力敏元件201与待测物的接触，通过与其连接的电路元件部分202将力敏元件的形变转换为电信号，可以实现对悬点载荷的数据获取。

在上文所述的实施例中，参见图2，在所述第二空腔102与所述壳体1之间设置通道9，所述通道9起始于所述第一空腔101与第二空腔102的连接处，结束于所述壳体1外壁；所述力敏元件201位于所述壳体1外壁上，导线通过所述通道9将所述力敏元件201与位于所述第二空腔102内的电路元件部分202连接。也就是说，第二空腔102为较为脆弱的组件提供保护，所述电路板12位于所述第二空腔102内，将所有的电路板12上安装的电路元件都安装于第二空腔102中，由于载荷传感器2分为两部分构成，需要将力敏元件201设置于壳体1外壁上，才能与壳体1外的待测物进行接触，从而测量待测物的形变，那么需要在壳体1与第二空腔102之间设置一个可以使导线通过的通道，使得位于壳体1外的力敏元件201可以与位于壳体1内第二空腔102中的载荷传感器2的另一部分，也就是电路元件部分202连接，从而完成对悬点载荷的测量。

在上文所述的实施例中，参见图2以及图3，所述固定组件7包括带有开口的环形钢带701、将所述环形钢带701的开口闭合的螺钉702和螺母703。通过螺钉702和螺母703将环形钢带701的开口闭合，形成一个完整的可以将壳体1 以及游梁环绕并固定的钢带，可以实现将壳体1固定于游梁上。

具体地，所述壳体1优选为圆柱形，所述环形钢带701的最大直径大于所述壳体1的直径，所述环形钢带701的一部分与所述壳体1外壁贴合；所述力敏元件201面向所述环形钢带701的开口侧，并且位于所述壳体1外壁上不与所述环形钢带701贴合的部分；所述力敏元件201为长方形，其宽度小于所述环形钢带701的开口闭合时的最小直径；环形钢带701将壳体1固定于游梁上的同时，也需要使力敏元件201与游梁进行有效接触，将力敏元件201优选设置为长方形，增大接触面，但其宽度应该保证在环形钢带701的开口闭合时不会与环形钢带701接触。

优选地，所述环形钢带701为两条，均匀分布于所述壳体1上，可以使得壳体1可以更为牢固的固定于游梁上，而在游梁移动的时候不易脱落。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。