专利名称：多功能抽油机综合测试诊断仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油采油工程中的油井测试仪器，它用于机械采油中，通过对抽油机或抽油井的示功图、动液面、井口压力、漏失及电机的电压和电流或功率的测试，对抽油机和有杆泵的工作状况、电机效率以及地层能量利用情况进行测试，对整个抽油机以及地层之间的生产关系进行诊断、分析，使抽油机合理、协调、正常地进行生产。
目前，在我国油田现场中，对抽油机和有杆泵的工作状况进行测试、分析的仪器种类很多，但存在这样那样的一些缺陷如有些只能完成测试、分析、诊断任务中的一件或几件；有些面对这种复杂的功能，由于选择元件和结构设计不够合理，对操作人员技术素质要求高，操作不简便或抗干扰能力差、不稳定或不便于进行数据传输通讯、不能对测试数据作进一步处理以及互换性、通用性差等，对使用造成不利影响。中国专利CN 2122232U公开的本人的在先申请，侧重于以上各项测试任务的各种组合，而且不包含用于进行校准的标准信号发生器和对产液量的测试，与现场实际使用的要求(即要求以上各功能的集成)还存在一定差距。
本实用新型的目的是针对现有测试仪器的不足，在本人专利CN2122232U的基础上，提供一种具有系统效率计算、调平衡计算等多功能的、使用性能高、测试准确，并且通用性强、适于各种输出传输处理方式的抽油机综合测试诊断仪。
本实用新型的技术方案为本实用新型的多功能抽油机综合测试诊断仪，包括机箱、面板、线路板、电源、信号输入接口、信号输出接口和主机，主机装在线路板上。其特征在于上述的主机由信号处理电路、多路开关或采样保持器与多路开关、模数转换器、微处理器、程序存储器和数据存储器组成，信号输入接口与主机的信号处理电路相连，信号处理电路经多路开关或采样保持器与多路开关接至模数转换器，模数转换器与微处理器相连，上述的信号输入接口包括抽油杆载荷传感器接口、位移传感器接口、压力传感器接口、井口微音器信号接口、电机的电压传感器和电流传感器接口或功率信号接口，每个信号接口均与标准信号发生器相连接。
上述各信号接口将现场各一次仪表传来的信号输入主机后，借助于诊断仪中的硬件和软件，可以准确输出抽油机或抽油井的示功图、憋压曲线、产液量、动液面线、电流图、功率图、功率因数、系统效率、泵的工作状况、抽油机平衡情况及关于抽油机工况的诊断报告和建议作业措施。
由于采取了以上的技术方案，而且加入了标准信号发生器，使本实用新型能够准确地进行示功图诊断、憋压诊断、产液量计算、压力计算、系统效率计算和调平衡计算等，而且使用性能高、通用性强、适于各种输出传输处理方式，满足了现场要求各功能集成的实际使用要求(实际上，本实用新型不排斥其中几种功能的组合)。
下面，结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明
图1为本实用新型实施例的组成结构图；图2为本实用新型的原理示意框图；图3为本实用新型实施例的电源电路图；图4为本实用新型实施例的微音器信号接口电路图；图5为本实用新型实施例的压力传感器接口和多路开关的电路图；图6为本实用新型实施例的载荷传感器接口、位移传感器接口、电流传感器接口、电压传感器接口及通讯接口的电路图；图7为本实用新型实施例的模数转换器电路图；图8A、8B、8C、8D、8E为本实用新型一个实施例的微处理器电路图；图9为本实用新型实施例的程序存储器电路图(包括图9A、9B)；
图10为本实用新型实施例的数据存储器电路图；
图11为本实用新型实施例的打印机接口电路图；
图12为本实用新型实施例的显示器接口电路图；
图13为本实用新型实施例的键盘接口电路图。
参见
图1，本实用新型的多功能抽油机综合测试诊断仪，包括电源1(具体实施例的电路图参见图3)、信号输入接口2、信号输出接口3、主机4、线路板5、机箱6和面板7，主机4装在线路板5上。电源1的作用是向主机4线路的各部分供电，可置于机箱内的合适位置；信号输入接口2、信号输出接口3分别可以是一个或根据需要为多个，在机箱上的位置可根据电路结构上的安排设置；图中示意性表示的线路板5可以是多块进行组合，之间实现线路上的连通；面板7上的位置安排可根据具体电气元件的排放及操作使用的方便，参照必要的现有技术来安排。
上述的主机4包括信号处理电路41、多路开关42或采样保持器与多路开关42’、模数转换器43、微处理器44、程序存储器45和数据存储器46，信号输入接口2与主机的信号处理电路41相连，信号处理电路41经多路开关42或采样保持器与多路开关42’接至模数转换器43，模数转换器43与微处理器44相连，上述的信号输入接口2包括抽油杆载荷传感器接口21、位移传感器接口22(位移量可以为角位移和线位移)、压力传感器接口23、井口微音器信号接口24、电机的电压传感器接口25和电流传感器接口26或功率信号接口27，每个信号接口与标准信号发生器相连接。本实用新型的信号输入接口2还可包括功率仪21’、示功仪22’、液面测试仪23’和试压仪24’。
信号处理电路41一般包括一个放大电路和一个信号转换电路。
本实用新型的模数转换器43和微处理器44或微处理器44和程序存储器45或模数转换器43、微处理器44和程序存储器45可以集成在一块芯片上，其中的采样保持器、多路开关、A/D也可以集成在一个芯片上。
在本实用新型中，由于信号输入接口2集成了抽油杆载荷传感器接口21、位移传感器接口22、压力传感器接口23、井口微音器信号接口24、电机的电压传感器接口25和电流传感器接口26或功率信号接口27，而且每个信号接口均与标准信号发生器相连接，使其满足了现场对整个抽油机以及地层之间的生产关系进行准确的诊断、分析、并使抽油机合理、协调、正常地进行生产的综合要求。
本实用新型的各组成元件均可以在现成的各种成品元件中选择，使其通用性和互换性增强。而且本实用新型实现了全自动化，人员素质对仪器使用的影响很小，从而保证了该仪器的推广使用。
本实用新型的信号输出接口3可以为通讯接口31和/或结果输出接口和/或显示器接口。结果输出接口可以连接打印机32或绘图仪，显示器接口可以连接液晶显示屏33；信号输入接口2还可以包括一个输入键盘接口2’(
图13为其一个具体实施例的电路图)。这样，测试信息可以在仪器内存储、显示、打印和向仪器外传输，使本仪器可以适用于现场工作环境的多种需要，而且，以上多种功能以及它与多种设备的适配本身也展示了本仪器的通用性。通讯接口的存在，使本仪器只具有单一功率仪功能的局限得以突破，即可以与别的油井测试仪器合理组合，对其进一步处理，达到所需目的。
为了便于该仪器的使用操作，本实施例将信号输入接口2和信号输出接口3装在了面板7上。
本实用新型的微处理器44可采用MOTOROLA6800、Z8系列、SIGNECTICS2650、ROCKWELPPS8、MCS-48、MCS-51和MCS-96等，以满足油田各个层次的多种需求。
作为本实用新型的一个具体实施例，其电源、微音器信号接口、压力传感器接口和多路开关、载荷传感器接口、位移传感器接口、电流传感器接口、电压传感器接口及通讯接口、模数转换器、微处理器、程序存储器、数据存储器打印机接口、显示器接口和键盘接口的具体实施例电路图可分别参见图3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。参见图4-13，在本实施例中，从现场传来的各信号通过微音器信号接口的J8、压力传感器接口的J2、载荷、位移、电流、电压传感器接口的J5，经U6进行信号处理转换后，经多路开关的U21送至模数转换器的U2，再与微处理器之间进行信息传输，微处理器与程序存储器和数据存储器的U1、U9和U3、U16间在通过数据总线D0，7和地址总线A0，15传输信息的基础上，完成对数据的分析处理和存储，再根据需要，或者通过U12，对处理结果进行传输；或者通过U8，对处理结果进行打印；或者经J3，对处理结果进行显示；或者通过别的处理方式，对处理结果以其他方式输出。
权利要求1.一种多功能抽油机综合测试诊断仪，包括机箱、面板、线路板、电源、信号输入接口、信号输出接口和主机，主机装在线路板上，其特征在于上述的主机包括信号处理电路、多路开关或采样保持器与多路开关、模数转换器、微处理器、程序存储器和数据存储器，信号输入接口与主机的信号处理电路相连，信号处理电路经多路开关或采样保持器与多路开关接至模数转换器，模数转换器与微处理器相连，上述的信号输入接口包括抽油杆载荷传感器接口、位移传感器接口、压力传感器接口、井口微音器信号接口和电机的电压传感器和电流传感器接口或功率信号接口，每个信号接口均与标准信号发生器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于上述的信号处理电路包括一个放大电路和一个信号转换电路。
3.根据权利要求1所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于上述的信号输出接口为通讯接口和/或结果输出接口和/或显示器接口。
4.根据权利要求3所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于结果输出接口连接打印机或绘图仪。
5.根据权利要求3所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于显示器接口连接液晶显示屏。
6.根据权利要求1所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于信号输入接口还包括一个输入键盘接口。
7.根据权利要求1或所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于信号输入接口和信号输出接口装在面板上。
8.根据权利要求1所述的一种多功能抽油机综合测试诊断仪，其特征在于微处理器和模数转换器或微处理器和程序存储器或微处理器、程序存储器和模数转换器集成在一块芯片上。
专利摘要一种多功能抽油机综合测试诊断仪,包括机箱、面板、线路板、电源、信号输入接口、信号输出接口和主机,主机装在线路板上,通过将功率信号、示功信号、压力信号、液面测试信号等输入微处理器,借助于诊断仪中的硬件和软件,对抽油机及油井进行多功能诊断和建议作业措施;本实用新型还具有标准信号发生器信号仪器的准确性。它通用性强并适于各种输出传输处理方式。
文档编号F04B51/00GK2372482SQ98201009
公开日2000年4月5日 申请日期1998年1月24日 优先权日1998年1月24日
发明者孙国峰, 孙太升 申请人:北京金时石油测试技术有限公司