电量采集装置和抽油机的制作方法

文档序号:15593319发布日期:2018-10-02 19:12阅读:165来源:国知局

本申请涉及机械设备技术领域,具体而言,涉及一种电量采集装置和抽油机。



背景技术:

目前,抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备,通常由三相交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆,驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动,把井下的油送到地面。在一个冲次内,随着抽油杆的上升/下降,而使电机工作在电动/发电状态。上升过程电机从电网吸收能量电动运行;下降过程电机的负载性质为位势负载,加之井下负压等使电动机处于发电状态,把机械能量转换成电能回馈到电网。

现有技术中,抽油机在运行阶段或测试阶段时,当抽油机发生工作异常时,工作人员通常会采用外接电量检测设备对抽油机的三相电动机的电信号进行检测,确定三相电动机是否发生异常,进而导致抽油机发生异常。

在实施本申请实施例的过程中,发明人发现现有技术中至少存在以下技术问题:

现有技术中,由于无法实时对抽油机的三相电动机电信号进行监测,当抽油机发生故障时,无法及时地确定是否由三相电动机故障引起,从而降低了抽油机的维修效率。



技术实现要素:

本申请的主要目的在于提供一种电量采集装置和抽油机,以解决现有技术中电无法实时对抽油机的三相电动机进行监测的问题。

为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种电量采集装置。

根据本申请的电量采集装置包括:至少一个用于采集电路的电流的电流互感器、至少一个用于采集电路的电压的电压互感器、用于根据电流信号和电压信号计算电能数据的电能计量芯片和用于根据电能数据进行数据处理的单片机,单片机、至少一个电流互感器中每个电流互感器和至少一个电压互感器中每个电压互感器分别与电能计量芯片建立有通讯连接;

待测抽油机包括的三相电路中的一相电路对应至少一个电流互感器中的一个电流互感器以及至少一个电压互感器中的一个电压互感器,电流互感器和电压互感器均安装在对应的一相电路中;

工作时,电流互感器发送第一信号,电压互感器发送第二信号,电能计量芯片接收第一信号和第二信号并发送第三信号,单片机接收第三信号并向上位机发送第四信号。

可选地,待测抽油机包括的三相电路中的每一相电路对应至少一个电流互感器中的一个电流互感器以及至少一个电压互感器中的一个电压互感器。

可选地,本电量采集装置还包括通讯模块,通讯模块分别与单片机、上位机之间建立有通讯连接,单片机通过通讯模块将第四信号发送给上位机。

可选地,通讯模块通过数据总线或者无线通讯协议与上位机建立通讯连接。

可选地,本电量采集装置还包括电源模块,电源模块与单片机耦接。

可选地,本电量采集装置还包括复位电路,复位电路与单片机之间建立有通讯连接。

可选地,本电量采集装置还包括时钟模块,时钟模块与单片机之间建立有通讯连接。

可选地,本电量采集装置还包括指示灯,指示灯与单片机之间建立有通讯连接。

可选地,本电量采集装置还包括模数转换器,电能计量芯片、三个电流互感器中每个电流互感器和三个电压互感器中每个电压互感器分别与模数转换器建立有通讯连接。

为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种抽油机。

根据本申请的抽油机包括上述的电量采集装置。

在本申请实施例中,采用电流互感器和电压互感器采集三相电动机的至少一相电路上的电信号,并通过单片机将三相电动机的电路信息发送给上位机,达到了实时监测抽油机的三相电动机的电信号的目的,从而实现了对三相电动机进行实时监测,提高了抽油机的维修效率,进而解决了由于无法实时对抽油机的三相电动机电信号进行监测,降低了抽油机的维修效率的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是根据本申请实施例的一种电量采集装置的结构示意图;

图2是根据本申请实施例的另一种电量采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

在本申请中,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

如图1和图2所示,本申请涉及一种电量采集装置,包括:至少一个用于采集电路的电流的电流互感器3、至少一个用于采集电路的电压的电压互感器4、用于根据电流信号和电压信号计算电能数据的电能计量芯片2和用于根据电能数据进行数据处理的单片机1,单片机1、至少一个电流互感器3中每个电流互感器3和至少一个电压互感器4中每个电压互感器4分别与电能计量芯片2建立有通讯连接;

待测抽油机包括的三相电路中的一相电路对应至少一个电流互感器3中的一个电流互感器3以及至少一个电压互感器4中的一个电压互感器4,电流互感器3和电压互感器4均安装在对应的一相电路中;

工作时,电流互感器3发送第一信号,电压互感器4发送第二信号,电能计量芯片2接收第一信号和第二信号并发送第三信号,单片机1接收第三信号并向上位机5发送第四信号。

在本实施例中,本电量采集装置采用电流互感器3和电压互感器4采集三相电动机的至少一相电路上的电信号,并通过单片机1将三相电动机的电路信息发送给上位机5,达到了实时监测抽油机的三相电动机的电信号的目的,从而实现了对三相电动机进行实时监测,提高了抽油机的维修效率,进而解决了由于无法实时对抽油机的三相电动机电信号进行监测,降低了抽油机的维修效率的技术问题。

其中,第一信号包括电流互感器3采集的电流信息,第二信号包括电压互感器4采集的电压信息。电能计量芯片2可以根据电流互感器3采集的第一信号和电压互感器4采集的第二信号确定三相电动机的三相交流电的三相电压、电流、频率、有功功率、功率因数和电量等,第三信号包括上述的电压、电流、频率、有功功率、功率因数和电量等等,从而为单片机1判断本三相电动机是否正常工作提供数据支撑。第四信号至少包括单片机1对三相电动机运行情况进行判断的信息。

可选地,待测抽油机包括的三相电路中的每一相电路对应至少一个电流互感器3中的一个电流互感器3以及至少一个电压互感器4中的一个电压互感器4。

在本实施例中,通过在待测抽油机包括的三相电路中的每一相电路中均设置一个电流互感器3和一个电压互感器4,从而达到了对待测抽油机包括的三相电路中的每一相电路进行监测的目的。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括通讯模块6,通讯模块6分别与单片机1、上位机5之间建立有通讯连接,单片机1通过通讯模块6将第四信号发送给上位机5。

在本实施例中,本电量采集装置通过通讯模块6与后台的上位机5建立通讯连接,将本电量采集装置采集的实时数据传输给上位机5,便于上位机5进行数据统计或进行告警。

可选地,通讯模块6通过数据总线或者无线通讯协议与上位机5建立通讯连接。

在本实施例中,通讯模块6与上位机5之间的通讯方式可以是通过数据总线建立通讯连接,例如采用485接口等,通讯模块6与上位机5之间的通讯方式也可以通过无线通讯协议建立通讯连接,例如采用蓝牙通讯协议,Wi-Fi(WIreless-FIdelity,无线保真)通讯协议、ZigBee(紫蜂)通讯协议或UWB(Ultra Wideband,超宽带)通讯协议等。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括电源模块7,电源模块7与单片机1耦接。

在本实施例中,通过电源模块7为本电量采集装置提供电能,该电源模块7可以为与市电连接的模块,也可以为蓄电池模块。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括复位电路8,复位电路8与单片机1之间建立有通讯连接。

在本实施例中,当本电量采集装置需要重置时,可以通过复位电路8发单片机1发送复位信息,单片机1通过复位信息进行本电量采集装置的重置。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括时钟模块9,时钟模块9与单片机1之间建立有通讯连接。

在本实施例中,单片机1通过时钟模块9提供的时间信息,对第三信号中包含的信息进行时间标识,单片机1向上位机5发送的第四信号中包括这些包含有时间标识的信息,例如,电片机确定在2018年3月26时30分时,三相电动机发送电流异常,并判定三相电动机发送工作异常,单片机1实时将该三相电动机工作异常情况及发生异常的时间2018年3月26时30分生成第四信号并发送给上位机5,上位机5据此第四信号进行统计处理。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括指示灯10,指示灯10与单片机1之间建立有通讯连接。

在本实施例中,此指示灯10可以包括正常运行指示灯和工作异常指示灯,单片机1通过采集的信息情况,向指示灯10发送指令,控制本指示灯开启和关闭,例如,开启工作异常指示灯并关闭正常运行指示灯。

如图2所示,可选地,本电量采集装置还包括模数转换器11,电能计量芯片2、三个电流互感器3中每个电流互感器3和三个电压互感器4中每个电压互感器4分别与模数转换器11建立有通讯连接。

在本实施例中,因为电流互感器3和电压互感器4采集的信号均为模拟信号,再传输给电能计量芯片2之间需要将模拟信号转换为数字信号,因此需要模数转换器11将电流互感器3和电压互感器4发送的第一信号和第二信号转换为数字信号。

可选地,单片机1与电能计量芯片2之间通过串行外设接口建立通讯连接。

在本实施例中,为提高数据传输速度,单片机1与电能计量芯片2之间可以通过串行外设接口建立通讯连接。

在本申请实施例中,本电量采集装置采用三个电流互感器3和三个电压互感器4采集三相电动机的三相电路上的电信号,并通过单片机1将三相电动机的电路信息发送给上位机5,达到了实时监测抽油机的三相电动机的电信号的目的,从而实现了对三相电动机进行实时监测,提高了抽油机的维修效率,进而解决了由于无法实时对抽油机的三相电动机电信号进行监测,降低了抽油机的维修效率的技术问题。

实施例二

本申请实施例还提供了提供了一种抽油机,包括实施例一的电量采集装置。

在本实施例中,通过实施例一所述的电量采集装置,可以实时采集抽油机包括的三相电动机的电信号,从而判定三相电动机是否运作正常,从而提高了本抽油机的维修效率和运作效率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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