基于气压传感器的一体化遥测示功仪的制作方法

本发明属于油田测试领域，具体涉及的是基于气压传感器的一体化遥测示功仪。

背景技术：

抽油机视功图是反映抽油机系统工作状态的重要参数。传统的功图测量由人工定期进行，多口油井采用一套载荷传感器和拉线式位移传感器，每次测量都要停井安装传感器，操作过程麻烦且存在安全隐患，由于巡检周期长，无法得到实时功图。随着技术发展，目前使用的功图仪主要采用加速度传感器测量光杆运行加速度通过积分运算得到光杆位移，这种通过加速度传感器推算位移的方法只适用冲次在每分钟1次以上的抽油机，对于低冲次抽油机无法测出精确的位移。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于气压传感器的一体化遥测示功仪，它用于解决目前使用的抽油机功图测量仪结构复杂、操作繁琐、采用加速度传感器测量位移时不能测量抽油机冲次小于每分钟1次的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：这种基于气压传感器的一体化遥测示功仪包括：载荷传感器、气压传感器、a/d电路、cpu、存储器、dtu、电源系统、壳体；所述的壳体安装在抽油机悬绳器上；所述的载荷传感器安装在壳体上，用于承载抽油机光杆的全部重量，输出信号与a/d电路输入端连接；a/d电路、存储器、dtu与cpu连接。

作为本发明的进一步方案：所述的气压传感器是bmp280、ms5611或者类似功能的大气压强传感器，通过iic或spi总线与cpu连接，用于测量大气压强计算出传感器的海拔高度然后得到光杆位移。

作为本发明的进一步方案：所述的dtu是无线数传模块，经串行通信接口和cpu连接，通过所述的无线数传模块实现数据远传和远程控制；所述的无线数传模块可以根据通信距离选用gprs、4g、lora或wifi模块。

作为本发明的进一步方案：所述的cpu是单片机系统，带有实时时钟，平时工作在节电状态。

作为本发明的进一步方案：所述的a/d电路是采样精度10位以上的模数转换电路，可以是单片机自带的，为了获得更高的精度也可以采用单独的a/d芯片或模块。

作为本发明的进一步方案：所述的电源系统是为整个装置提供电源带有保护电路的可充电锂电池和太阳能电池板，所述的太阳能电池板安装在壳体的尾部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用气压传感器测量抽油机光杆位移，克服了采用加速度传感器不能适应低冲次抽油机功图测量的问题，能够适应所有冲程和冲次抽油机功图的连续自动遥测。利用太阳能电池板加可充电锂电池电源方案，减少了现场供电的连线，结构简单、操作方便、安全可靠，同时也降低了维护成本。本发明通过无线数传模块与服务器远程连接，将测量数据传输至网上平台，对数据进行实时分析、处理以及显示，以便使用者在多台终端的客户端实时查看测量数据。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、载荷传感器，2、气压传感器，3、a/d电路，4、cpu，5、存储器，6、dtu，7、电源系统，8、壳体。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

为了克服现有技术中存在的问题，本实施例中提供了一种如图1所示的基于气压传感器的一体化遥测示功仪，包括：载荷传感器1、气压传感器2、a/d电路3、cpu4、存储器5、dtu6、电源系统7、壳体8；所述的壳体8安装在抽油机悬绳器上；所述的载荷传感器1安装在壳体8上，用于承载抽油机光杆的全部重量，输出信号与a/d电路3输入端连接；a/d电路3、存储器5、dtu与cpu4连接。

所述的气压传感器2是bmp280、ms5611或者类似功能的大气压强传感器，通过iic或spi总线与cpu4连接，用于测量大气压强计算出传感器的海拔高度然后得到光杆位移。

所述的dtu6是无线数传模块，经串行通信接口和cpu4连接，通过所述的无线数传模块实现数据远传和远程控制；所述的无线数传模块可以根据通信距离选用gprs、4g、lora或wifi模块。

所述的cpu4是单片机系统，带有实时时钟，平时工作在节电状态。

所述的a/d电路3是采样精度10位以上的模数转换电路，可以是单片机自带的，为了获得更高的精度也可以采用单独的a/d芯片或模块。

所述的电源系统7是为整个装置提供电源带有保护电路的可充电锂电池和太阳能电池板，所述的太阳能电池板安装在壳体8的尾部。

本实施方式的工作过程是：阳光充足时电源系统7太阳能电池板为可充电锂电池充电，为整个装置提供电源；带有实时时钟的cpu4处于节电工作模式，每间隔若干毫秒被唤醒一次，读取气压传感器2输出数据一次，当检测到高度变化达到设定油井启停门限或者接收到测试指令或者到达设定的测试时间间隔时，为各分系统加电，按照设定的采样频率将载荷传感器的输出信号进行a/d转换同时读取气压传感器2输出的大气压强值，然后把测量结果按照载荷、气压数据对形式保存到存储器5中。在完成120秒或设定的采样时间长度之后，通过dtu6把采集的原始数据发送到上位机或服务器进行处理计算得到抽油机视功图、冲程、冲次以及状态等参数。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及的是油田测试领域，具体涉及的是一种基于气压传感器的一体化遥测示功仪。本发明包括：载荷传感器、气压传感器、A/D电路、CPU、存储器、DTU、电源系统、壳体；所述的壳体安装在抽油机悬绳器上；所述的载荷传感器安装在壳体上，用于承载抽油机光杆的全部重量，输出信号与A/D电路输入端电连接；A/D电路、存储器、DTU与CPU连接。本发明采用气压传感器BMP280、MS5611或类似功能的大气压强传感器来测量抽油机光杆位移，克服了采用加速度传感器不能适应低冲次抽油机功图测量的问题，能够适应所有冲程和冲次抽油机功图的连续自动遥测；利用太阳能电池板加可充电锂电池电源方案，减少了现场供电的连线，结构简单、操作方便、安全可靠，同时也降低了维护成本。

技术研发人员：范者正
受保护的技术使用者：大庆市亿动科技有限公司
技术研发日：2018.05.23
技术公布日：2018.11.16