专利名称：抽油机故障的诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采领域，特别涉及一种抽油机故障的诊断系统。
背景技术：
在目前的石油开采过程中，抽油机采油是最重要的环节之一，它的运行状况是否为故障状况将直接影响到油田的产量，如果对运行中的故障状况不及时发现并处理可能会造成巨大的损失，因此在实际应用中，需要对抽油机的故障状况进行诊断。现有技术一提供的抽油机故障的诊断系统中，采用人工巡视的方式进行，在巡视过程中，通过人工经验对抽油机可能发生的故障进行初判，然后再进一步核实确定抽油机的故障；现有技术二提供的抽油机故障的诊断系统中，对抽油机的驱动电机、减速器、曲柄旋转角度、游梁上下位移、抽油杆载荷和井口的原有温度及压力等参数进行实时监测，将监测到的各种参数与该种参数的经验值和基于该种参数的理论计算值进行比较，根据比较结果进行故障的诊断。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:由于现有技术一通过人工巡视的方式，并结合人工经验对抽油机故障进行诊断，导致效率低、可靠性差、不能做到实时检测，从而远远不能适应油田生产发展的需要；由于现有技术二通过对抽油机和井口的各种参数进行实时监测，并结合各种参数的经验值和基于各种参数的理论计算值来对抽油机故障进行诊断，导致故障诊断系统诊断的不够全面，准确性低。
实用新型内容为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种抽油机故障的诊断系统。所述技术方案如下:—种抽油机故障的诊断系统，其特征在于，所述诊断系统包括:电能测试模块，诊断模块；所述电能测试模块与所述诊断模块连接；所述电能测试模块对所述抽油机的驱动电机进行电能测试，得到所述驱动电机的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块；所述诊断模块接收所述电能测试模块发送的功率数据，根据小波函数对所述功率数据进行处理，得到抽油机的信号，根据所述信号对抽油机进行故障诊断，得到诊断结果。优选地,所述电能测试模块包括:采集单元,计算单元和控制单元；所述采集单元与所述计算单元连接，所述计算单元与所述控制单元连接； 所述采集单元对所述抽油机的驱动电机的电压和电流进行采集，得到所述驱动电机的电压数据和电流数据，将所述电压数据和电流数据发送到所述计算单元；所述计算单元接收所述采集单元发送的电压数据和电流数据，根据所述电压数据和电流数据计算得到功率数据，将所述功率数据发送到所述控制单元；所述控制单元接收所述计算单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块。优选地，所述采集单元为电子器件；所述计算单元为电能计算芯片。优选地，所述控制单元包括:时钟子单元，控制子单元，通讯子单元；所述时钟子单元与所述控制子单元连接，所述控制子单元分别与所述计算单元，所述通讯子单元连接，所述通讯子单元与所述诊断模块连接；所述时钟子单元产生接收间隔时间参数，将所述接收间隔时间参数发送到所述控制子单兀；所述控制子单元接收所述时钟子单元发送的接收间隔时间参数，根据所述接收间隔时间参数接收所述计算单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述通讯子单元；所述通讯子单元，接收所述控制子单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块。优选地，所述控制子单元与所述通讯子单元通过RS485接口连接。优选地，所述时钟子单元为时钟芯片；所述控制子单元为单片机；所说通讯子单元为发射芯片。优选地，所述控制单元还包括:存储子单元；所述存储子单元与所述控制子单元连接；存储子单元存储所述控制子单元发送的功率数据。优选地，所述存储子单元为非易失性记忆半导体。优选地，所述电能测试模块与所述诊断模块通过无线网络连接。优选地，所述诊断模块为计算机终端。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过根据小波函数对抽油机的驱动电机的功率数据进行处理，得到抽油机的各种频率的信号，每种频率信号代表抽油机各组成部分的运行状态曲线，根据各种频率信号对抽油机的故障状况进行诊断，从而提高了故障诊断的准确性，扩大了故障诊断的检测范围。
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一提供的一种抽油机故障的诊断系统的结构示意图；图2是本实用新型实施例一提供的电能测试模块的结构示意图；图3是本实用新型实施例一提供的一种控制单元的结构示意图；图4是本实用新型实施例一提供的另一种控制单元的结构示意图。
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。[0034]本实用新型提出来一种抽油机故障的诊断系统，在不增加井场采集设备的基础上，对现有采集数据中的驱动电机的功率数据进行挖掘、分析，以对抽油机的故障进行诊断，为监控抽油机运行过程中存在的故障提供了一种新的手段，简便了抽油机的日常维护和跟踪管理。实施例一参见图1，本实施例提供了的一种抽油机故障的诊断系统，该诊断系统包括:电能测试模块，诊断模块；电能测试模块与诊断模块连接；电能测试模块对抽油机的驱动电机进行电能测试，得到驱动电机的功率数据，将功率数据发送到诊断模块；具体地,参见图2,电能测试模块包括:采集单元,计算单元和控制单元；采集单元与计算单元连接，计算单元与控制单元连接；采集单元对抽油机的驱动电机的电压和电流进行采集，得到驱动电机的电压数据和电流数据，将电压数据和电流数据发送到计算单元；其中，采集单元为电子器件，具体可以为电压互感器和电流互感器，电压互感器对抽油机的驱动电机的电压进行采集，得到驱动电机的电压数据，电流互感器对抽油机的驱动电机的电流进行采集，得到驱动电机的电流数据，本实施例不对电子器件的具体形式进行限定，可以为电压互感器和电流互感器，还可以为其他形式。 计算单元接收采集单元发送的电压数据和电流数据，根据电压数据和电流数据计算得到功率数据，将功率数据发送到控制单元；其中，计算单元为电能计算芯片，具体可以为三相电能质量分析计算芯片CS5463，该芯片具有串行接口和Λ-Σ模/数转换器，能够进行高速功率电能计算。在应用中，对采集的电压数据和电流数据进行处理，得到功率数据，还能够测量各相以及三相总有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，另外，还能测量各相的电流与电压的有效值、功率因数、相角、频率等参数，并且对有功功率测量达到国家标准0.5S和0.2S，对无功功率测量精度均能达到国家2级和3级标准。本实施例不对电能计算芯片的具体形式进行限定，可以为三相电能质量分析计算芯片CS5463，还可以为其他形式。控制单元接收计算单元发送的功率数据，将功率数据发送到所述诊断模块。具体地,参见图3,控制单元包括:时钟子单元,控制子单元,通讯子单元；时钟子单元与控制子单元连接，控制子单元分别与计算单元，通讯子单元连接，通讯子单元与诊断丰吴块连接；时钟子单元产生接收间隔时间参数，将接收间隔时间参数发送到控制子单元；其中，时钟子单元为时钟芯片，具体可以为DS1302时钟芯片，该时钟芯片是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，起计时器的作用，能产生接收间隔时间参数，控制子单元根据该接收间隔时间参数对计算单元在每隔一定时间后进行接收；该芯片还可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，将该实时数据发送给控制子单元，使控制子单元接收的功率数据能确定是在什么时间接收的功率数据。本实施例不对时钟芯片的具体形式进行限定，可以为DS1302时钟芯片，还可以为其他形式。控制子单元接收时钟子单元发送的接收间隔时间参数，根据接收间隔时间参数接收计算单元发送的功率数据，将功率数据发送到通讯子单元；[0048]其中，控制子单元为单片机，具体可以为C8051系列单片机，该单片机根据时钟子单元产生的接收间隔时间参数，对功率数据进行接收，通过RS485接口将功率数据发送到通讯子单元，本实施例不对单片机的具体系列进行限定，可以为C8051系列单片机，还可以为其他系列，不对控制子单元与通讯子单元的连接接口的具体形式进行限定，可以为RS485接口，还可以为其他接口。通讯子单元接收控制子单元发送的功率数据，将功率数据发送到诊断模块。其中，通信子单元为发射芯片，该子单元将功率数据发送到控制单元的方式可以是有线发送方式，无线发送方式，为了实现长距离通信，减少成本，通信子单元优选为无线发射芯片，具体可以为HAC-UM系列，该HAC-UM系列无线发射芯片接收控制子单元发送的功率数据，将功率数据发送到诊断模块。本实施例不对发送方式的具体形式进行限定，可以为无线发送方式，还可以为其他发送方式，不对无线发射芯片的具体形式进行限定，可以为HAC-UM系列,还可以为其他系列。由于在断电的情况下，计算单元内的芯片存储的数据会被立刻清零，数据因此会丢失，为了实时保存功率数据，参见图4，控制单元还包括存储子单元；存储子单元存储控制子单元发送的功率数据。其中，存储子单元为非易失性记忆半导体，具体可以为EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)，该EEPROM存储控制子单元发送的功率数据，在计算单元内的芯片存储的数据由于断电等原因发生数据丢失的情况下，将功率数据发送到控制子单元，控制子单元接收存储子单元发送的功率数据，将功率数据发送到通讯子单元。本实施例不对非易失性记忆半导体的具体形式进行限定，可以为EEPR0M，还可以为其他形式。诊断模块接收电能测试模块发送的功率数据，根据小波函数对功率数据进行处理，得到抽油机的信号，根据信号对抽油机进行故障诊断，得到诊断结果。其中，诊断模块为计算机终端，具体可以为PCXPersonal Computer,个人计算机)，由于电能测试模块将功率数据发送到诊断模块的方式可以是有线发送方式和无线发送方式，为了实现长距离通信，减少成本，电能测试模块以无线发送方式将功率数据发送到诊断模块，该PC包括无线接收电路,接收电能测试模块发送的功率数据,根据小波函数对功率数据进行处理，得到抽油机的驱动电机的功率信号、抽油杆振动的频率信号、减速器振动的频率信号和皮带振动的频率信号，根据信号对抽油机进行故障诊断，得到诊断结果。本实施例不对计算机终端的具体形式进行限定，可以为PC，还可以为其他形式。为了便于实时的监控和管理，还可以将计算机终端于Web网连接，实现监测结果的共享，使管理用户便于及时根据监测结果做出相应的措施。综上所述，本实用新型实施例通过根据小波函数对抽油机的驱动电机的功率数据进行处理，得到抽油机的各种频率的信号，每种频率信号代表抽油机各组成部分的运行状态曲线，根据各种频率信号对抽油机的故障状况进行诊断，从而提高了故障诊断的准确性，扩大了故障诊断的检测范围。需要说明的是:上述实施例提供的抽油机故障的诊断系统在抽油机故障诊断时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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。
权利要求1.一种抽油机故障的诊断系统，其特征在于，所述诊断系统包括:电能测试模块，诊断模块；所述电能测试模块与所述诊断模块连接； 所述电能测试模块对所述抽油机的驱动电机进行电能测试，得到所述驱动电机的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块； 所述诊断模块接收所述电能测试模块发送的功率数据，根据小波函数对所述功率数据进行处理，得到抽油机的信号，根据所述信号对抽油机进行故障诊断，得到诊断结果。
2.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述电能测试模块包括:采集单元，计算单元和控制单元；所述采集单元与所述计算单元连接，所述计算单元与所述控制单元连接； 所述采集单元对所述抽油机的驱动电机的电压和电流进行采集，得到所述驱动电机的电压数据和电流数据，将所述电压数据和电流数据发送到所述计算单元； 所述计算单元接收所述采集单元发送的电压数据和电流数据，根据所述电压数据和电流数据计算得到功率数据，将所述功率数据发送到所述控制单元； 所述控制单元接收所述计算单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块。
3.根据权利要求2所述的诊断系统，其特征在于，所述采集单元为电子器件；所述计算单元为电能计算芯片。
4.根据权利要求2所述的诊断系统，其特征在于，所述控制单元包括:时钟子单元，控制子单元，通讯子单元；所述时钟子单元与所述控制子单元连接，所述控制子单元分别与所述计算单元，所述通讯子单元连接，所述通讯子单元与所述诊断模块连接； 所述时钟子单元产生接收间隔时间参数，将所述接收间隔时间参数发送到所述控制子单元； 所述控制子单元接收所述时钟子单元发送的接收间隔时间参数，根据所述接收间隔时间参数接收所述计算单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述通讯子单元； 所述通讯子单元接收所述控制子单元发送的功率数据，将所述功率数据发送到所述诊断模块。
5.根据权利要求4所述的诊断系统，其特征在于，所述控制子单元与所述通讯子单元通过RS485接口连接。
6.根据权利要求4所述的诊断系统，其特征在于，所述时钟子单元为时钟芯片；所述控制子单元为单片机；所述通讯子单元为发射芯片。
7.根据权利要去4所述的诊断系统，其特征在于，所述控制单元还包括:存储子单元；所述存储子单元与所述控制子单元连接； 存储子单元存储所述控制子单元发送的功率数据。
8.根据权利要求7所述的诊断系统，其特征在于，所述存储子单元为非易失性记忆半导体。
9.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述电能测试模块与所述诊断模块通过无线网络连接。
10.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述诊断模块为计算机终端。
专利摘要本实用新型公开了一种抽油机故障的诊断系统，属于石油开采领域。所述系统包括电能测试模块，诊断模块；电能测试模块与诊断模块连接；电能测试模块对抽油机的驱动电机进行电能测试，得到驱动电机的功率数据，将功率数据发送到诊断模块；诊断模块接收电能测试模块发送的功率数据，根据小波函数对功率数据进行处理，得到抽油机的信号，根据信号对抽油机进行故障诊断，得到诊断结果。本实用新型通过根据小波函数对抽油机的驱动电机的功率数据进行处理，得到抽油机的各种频率的信号，每种频率信号代表抽油机各组成部分的运行状态曲线，根据各种频率信号对抽油机的故障状况进行诊断，从而提高了故障诊断的准确性，扩大了故障诊断的检测范围。
文档编号G01R31/00GK202956444SQ20122049667
公开日2013年5月29日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者辛宏, 朱天寿, 曾亚勤, 甘庆明, 杨瑞, 李明, 张磊, 李明江, 杨海涛, 韩二涛 申请人:中国石油天然气股份有限公司