螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油田采油领域，涉及一种油田螺杆泵的数据采集设备，具体是螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统。
【背景技术】
[0002]随着技术发展和完善，螺杆泵举升工艺技术已成熟配套，并在全国各油田得到了较大规模应用，成为主要举升方式之一；但目前现有技术在系统工作参数的采集，尤其是光杆扭矩、光杆轴向力和工作转速等测试、数据录取等方面还存在一些不适应性，主要表现在以下几方面:一是测试过程繁琐，测试效率低。在光杆安装传感器的前提下，测试时首先要停机，然后需在传感器上连接无线发射装置后再启机，通过笔记本电脑在现场无线接收数据，数据采集完成后再停机，拆卸无线发射装置后再启机恢复正常生产。二是测试过程危险性大，存在一定的安全隐患。由于测试需要两次停机和两次启机，在此过程中如果地面驱动反转控制安全防护装置失效，就会产生抽油杆柱高速反转甚至飞轮现象，给现场测试人员和地面设备带来危险。
[0003]三是测试数据无法实现在线监测。这不仅加大了劳动力度和工作负担，螺杆泵机采井工作参数是系统运行状况分析和故障诊断的重要依据，尤其是近几年数字化油田的兴起，实现重要数据的连续在线监测更显得尤为重要，然而现有技术却无法实现。
【发明内容】
[0004]为解决现有设备存在的测试过程繁琐且测试效率低、测试过程危险性大以及测试数据无法实现在线监测的问题，本实用新型提出了一种能够实现对参数实时采集及远程无线传输，危险性低且效率高，符合油田数字化要求的实时监测系统，其具体技术方案如下:
[0005]螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，包括壳体及纵向贯穿壳体中部与壳体连接的管状弹性体，所述弹性体内侧上下两端连接有限位挡圈，所述壳体内部固定有扭矩应变计、轴向力应变计、陀螺仪及温度传感器，所述扭矩应变计、轴向力应变计、陀螺仪及温度传感器分别与控制电路连接，所述控制电路与无线数据传输单元连接，所述无线数据传输单元以无线的方式与应用服务子系统连接；所述控制电路上连接有电池组；所述壳体侧壁上开有开口，开口上连接有铭牌。
[0006]所述控制电路包括供电电路、A/D数据转换电路及分别与A/D数据转换电路的数据输入端连接的轴向力参数信号差分仪表放大电路、扭矩参数信号差分仪表放大电路及温度信号差分仪表放大电路；所述无线数据传输单元包括无线数据收发器及固定在壳体外侧与无线数据发送器连接的天线；所述应用服务子系统包括计算机、手持终端及分别连接在计算机及手持终端上的无线数据接收器。
[0007]所述壳体包括环形护罩及分别设在环形护罩上下端的平台，弹性体与平台连接。
[0008]所述铭牌与壳体连接的边沿处设有防水胶圈。
[0009]本实用新型的有益效果:本产品可以通过其内设的扭矩应变计、轴向力应变计、陀螺仪及温度传感器，有效的采集设备的光杆扭矩、轴向力、转速、温度数据，并将数据进行模数转换处理后，通过无线的形式发送至应用服务子系统例如控制中心的计算机或工作人员的手持终端上，这样可以有效的避免测试过程繁琐且危险性大等问题；操作及使用方便且实用性强。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型的电路原理图。
[0012]图中:1-壳体，2-弹性体，3-限位挡圈，4-扭矩应变计，5-轴向力应变计，6-陀螺仪，7-温度传感器，8-控制电路，9-应用服务子系统，10-电池组，11-铭牌，12-天线，13-环形护罩，14-平台。
【具体实施方式】
[0013]为了便于理解，下面结合图1及图2对本实用新型作出进一步的说明:
[0014]实施例1:螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，包括壳体I及纵向贯穿壳体I中部与壳体I连接的环状弹性体2，弹性体2将电机输出的扭矩传递给光杆，并承受由光杆传递过来的轴向力，因此同时受到扭矩和轴向力两种载荷作用，同时由于弹性体2为环状圆筒形，这使得扭矩应变计4及轴向力应变计5在采集数据时，通过适当的桥式连接，可以很方便地分解扭矩和轴向力信号，使得两者信号互相独立；所述弹性体2内侧上下两端连接有限位挡圈3，当然限位挡圈3的尺寸可以根据光杆直径的不同而进行选择，以保证各传感器与光杆的同轴性；所述壳体I内部固定有扭矩应变计4、轴向力应变计5、陀螺仪6及温度传感器7，其中，扭矩应变计4用于采集扭矩参数，轴向力应变计5用于采集轴向力参数，陀螺仪6用于采集转速参数，温度传感器7用于采集温度参数；此外，为了更好的提高其检测精度，扭矩应变计4可以采用桥式扭矩应变计，轴向力应变计5可以采用桥式轴向力应变计，也就是说扭矩应变计4和轴向力应变计5可以采用由四个宽温应变片组成全桥电路的方式实现，其在实践过程中可以连接在弹性体2中段外侧；陀螺仪6可以采用三轴陀螺仪，从而实现光杆转速及姿态信息的实时采集；温度传感器7采用一个宽温铂式温度测量电阻和三个精密电阻组成全桥电路的方式实现，采集温度数据有助于油井工况的综合诊断决策；所述扭矩应变计4、轴向力应变计5、陀螺仪6及温度传感器7分别与控制电路8连接，以便于控制电路8对采集到的数据处理和再传送，在实践过程中可以将扭矩应变计4、轴向力应变计5、陀螺仪6、温度传感器7设计成通过插拔接头的方式与控制电路8连接；所述控制电路8与无线数据传输单元连接，从而将采集到的扭矩数据、轴向力数据、转速数据及温度数据传送给无线数据传输单元；所述无线数据传输单元以无线的方式与应用服务子系统9连接，进而通过无线数据传输单元将数据发送至应用服务子系统9 ;所述控制电路8上连接有电池组10，电池组10用于提供电力；所述壳体I侧壁上开有开口，开口上连接有铭牌11，开设开口的目的主要在于对电池组10和控制电路8的更换和检修。
[0015]实施例2:本实施例进一步的给出了实践过程中，控制电路8所使用的部件，即所述控制电路8包括供电电路、A/D数据转换电路及分别与A/D数据转换电路的数据输入端连接的轴向力参数信号差分仪表放大电路、扭矩参数信号差分仪表放大电路及温度信号差分仪表放大电路，其中供电电路用于对供电电源进行分压分流，以便于更好的为负载电路进行供电，A/D数据转换电路用于对数据的模/数转换，也就是实施例1中所提到的控制电路8对数据所进行的处理；所述无线数据传输单元包括无线数据发送器及固定在壳体I外侧与无线数据发送器连接的天线12，天线12与无线数据发送器之间可以采用通过专用接头连接；所述应用服务子系统9包括计算机、手持终端及分别连接在计算机及手持终端上的无线数据接收器。
[0016]实施例3:进一步的，为了让本产品达到更好的检测及密封效果，所述壳体I包括环形护罩13及分别设在环形护罩13上下端的平台14，弹性体2与平台14连接，在实践过程中，弹性体2与平台14通过螺栓连接，并且平台14与环形护罩13连接处开设凹槽，环形护罩13上与凹槽对应出设置卡凸，开口及铭牌11设在环形护罩13上，这样使得将环形护罩13放入平台14的凹槽中后，环形护罩13可以进行360°旋转，从而更加方便了对其内部设备的更换及检修，同时也使弹性体2的受力不产生干扰，保证了测量精度。
[0017]实施例4:进一步的，为了更好提高本产品的防尘及防水效果，所述铭牌11与壳体I连接的边沿处设有防水胶圈，从而有效的提高产品的防尘及防水性。
[0018]有益效果:操作及使用方便且实用性强；有效的解决了现有设备存在的测试过程繁琐且测试效率低、测试过程危险性大以及测试数据无法实现在线监测的问题。
【主权项】
1.螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，包括壳体(I)及纵向贯穿壳体(I)中部与壳体(I)连接的管状弹性体(2)，其特征在于:所述弹性体(2)内侧上下两端连接有限位挡圈(3 )，所述壳体(I)内部固定有扭矩应变计(4 )、轴向力应变计(5 )、陀螺仪(6 )及温度传感器(7)，所述扭矩应变计(4)、轴向力应变计(5)、陀螺仪(6)及温度传感器(7)分别与控制电路(8)连接，所述控制电路(8)与无线数据传输单元连接，所述无线数据传输单元以无线的方式与应用服务子系统(9)连接；所述控制电路(8)上连接有电池组(10);所述壳体(I)侧壁上开有开口，开口上连接有铭牌(11)。
2.如权利要求1所述的螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，其特征在于:所述控制电路(8 )包括供电电路、A/D数据转换电路及分别与A/D数据转换电路的数据输入端连接的轴向力参数信号差分仪表放大电路、扭矩参数信号差分仪表放大电路及温度信号差分仪表放大电路；所述无线数据传输单元包括无线数据收发器及固定在壳体(I)外侧与无线数据发送器连接的天线(12);所述应用服务子系统(9)包括计算机、手持终端及分别连接在计算机及手持终端上的无线数据接收器。
3.如权利要求1所述的螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，其特征在于:所述壳体(I)包括环形护罩(13)及分别设在环形护罩(13)上下端的平台(14)，弹性体(2)与平台(14)连接。
4.如权利要求1所述的螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统，其特征在于:所述铭牌(11)与壳体(I)连接的边沿处设有防水胶圈。
【专利摘要】螺杆泵机采井工作参数远程无线实时监测系统。能解决现有设备存在的测试过程繁琐且测试效率低、测试过程危险性大以及测试数据无法实现在线监测的问题。包括壳体及纵向贯穿壳体中部与壳体连接的管状弹性体，所述弹性体内侧上下两端连接有限位挡圈，所述壳体内部固定有扭矩应变计、轴向力应变计、陀螺仪及温度传感器，所述扭矩应变计、轴向力应变计、陀螺仪及温度传感器分别与控制电路连接，所述控制电路与无线数据传输单元连接，所述无线数据传输单元以无线的方式与应用服务子系统连接；所述控制电路上连接有电池组；所述壳体侧壁上开有开口，开口上连接有铭牌。操作及使用方便且实用性强。
【IPC分类】E21B47-008
【公开号】CN204552739
【申请号】CN201520265582
【发明人】王晓华, 王卫江, 王亲猛
【申请人】薛勇, 高健天
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月29日