一种油井智能节能采油功图测量系统的制作方法

1.本实用新型属于油井测试设备技术领域，具体涉及一种油井智能节能采油功图测量系统。


背景技术：

2.抽油机在我国的石油开采中有极大的使用量，其电力消耗很大，系统效率很低，节能降耗潜力巨大。功图分析是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段，不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来，而且，还可以结合有关资料，来分析判断油井工作制度是否合理，抽油设备与油层和原油性质是否适应，还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间，减少设备的磨损和电能的浪费等。
3.功图分析主要是通过测量抽油机的载荷及运动移来实现，现有的运动位移检测仪器结构复杂，安装使用不便，同时，载荷和运动位移测量的数据分别通过有线传输到服务器中，再通过服务器进行处理，有线传输的方式传输距离有限，无法进行远程传输，使用不便，同时还导致作业现场电缆线路繁杂，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种油井智能节能采油功图测量系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
5.一种油井智能节能采油功图测量系统，包括：载荷测试仪、角位移测试仪、远程服务器和dtu无线传输设备；
6.所述载荷测试仪，设置在抽油机的抽油杆上；
7.所述角位移测试仪，设置在所述抽油机的横梁上，所述角位移测试仪的第一控制电路板与所述载荷测试仪的第二控制电路板电连接；
8.所述dtu无线传输设备，与所述载荷测试仪的第二控制电路板电连接；
9.所述远程服务器，与所述dtu无线传输设备无线通信连接。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述角位移测试仪，包括：外壳、三轴加速度传感器、密封盖、固定支架和所述第一控制电路板；
11.所述固定支架，与所述抽油机的横梁固定连接；
12.所述外壳，一端开口，固设在所述固定支架上；
13.所述密封盖，固设在所述外壳的开口上；
14.所述第一控制电路板，固设在所述外壳内，与所述第二控制电路板电连接；
15.所述三轴加速度传感器，固设在所述第一控制电路板上，与所述第一控制电路板电连接。
16.在本实用新型的一个实施例中，所述第一控制电路板通过第一插座和第一通信线缆与所述第二控制电路板电连接；
17.所述第一插座，设置在所述外壳上，一端与所述第一控制电路板电连接，另一端与
所述第一通信线缆的一端电连接；
18.所述第一通信线缆，另一端与所述第二控制电路板电连接。
19.在本实用新型的一个实施例中，所述载荷测试仪，包括：安装壳体、应变片式压力传感器、安装件、端盖和所述第二控制电路板；
20.所述安装件，与所述安装壳体固定连接，套设在所述抽油机的抽油杆上；
21.所述应变片式压力传感器，设置在所述安装件上，与所述第二控制电路板电连接，用于检测抽油杆的应力变化；
22.所述第二控制电路板，固设在所述安装壳体内；
23.所述端盖，盖设在所述安装壳体上。
24.在本实用新型的一个实施例中，所述第二控制电路板通过第二插座与所述第一通信线缆的另一端电连接；所述第二插座通过第二通信线缆与所述dtu无线传输设备电连接；
25.所述第二插座，固设在所述安装壳体上，一端与所述第二控制电路板电连接，另一端与所述第一通信线缆的另一端电连接且与所述第二通信线缆的一端电连接；
26.所述第二通信线缆，另一端与所述dtu无线传输设备电连接。
27.在本实用新型的一个实施例中，所述第二通信线缆为rs485通信线缆。
28.本实用新型的有益效果：
29.本实用新型通过角位移测试仪对抽油机的横梁的角位移进行检测可以得到横梁的运动位移，角位移测试仪结构紧凑且体积小，便于安装和使用，避免干涉抽油机的横梁的正常运动。同时，载荷测试仪的数据发送至dtu无线传输设备，dtu无线传输设备通过无线通信的方式发送至远程服务器，可以实现远距离的数据传输，无需在现场就可以进行功图监测，节约人力物力，使用灵活便捷，安全性高。此外，减少作业现场线路布置，提高了生产的安全性。
30.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
31.图1是本实用新型实施例提供的一种油井智能节能采油功图测量系统的结构示意图；
32.图2是本实用新型实施例提供的角位移测试仪的结构示意图；
33.图3是本实用新型实施例提供的载荷测试仪的结构示意图；
34.图4是本实用新型实施例提供的载荷测试仪、角位移测试仪和dtu无线传输设备的结构示意图。
35.附图标记说明：
36.10
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载荷测试仪；11
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安装壳体；12
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应变片式压力传感器；13
‑
安装件；14
‑
端盖；15
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第二插座；16
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轴向通孔；20
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角位移测试仪；21
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外壳；22
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三轴加速度传感器；23
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密封盖；24
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固定支架；25
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第一插座；30
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远程服务器；40
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dtu无线传输设备；50
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第一通信线缆；60
‑
第二通信线缆。
具体实施方式
37.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方
式不限于此。
38.实施例一
39.请参见图1，一种油井智能节能采油功图测量系统，包括：载荷测试仪10、角位移测试仪20、远程服务器30和dtu无线传输设备40。载荷测试仪10设置在抽油机的抽油杆上。载荷测试仪10对抽油杆的载荷进行检测。角位移测试仪20设置在抽油机的横梁上，角位移测试仪20的第一控制电路板与载荷测试仪10的第二控制电路板电连接。角位移测试仪20测试横梁运动的角位移，由角位移数据可以换算成位移数据，然后结合载荷数据，进而能够得到功图数据。dtu无线传输设备40与载荷测试仪10的第二控制电路板电连接。远程服务器30与dtu无线传输设备40无线通信连接，远程服务器30点连接有无线收发器，dtu无线传输设备40与远程服务器30的无线收发器可以双向无线通信。
40.本实施例中，通过角位移测试仪20对抽油机的横梁的角位移进行检测从而可以得到横梁的运动位移，角位移测试仪20结构紧凑且体积小，便于安装和使用，避免干涉抽油机的横梁的正常运动。同时，载荷测试仪10的数据发送至dtu(data transfer unit，数据传输单元)无线传输设备，dtu无线传输设备40通过无线通信的方式发送至远程服务器30，可以实现远距离的数据传输，无需在现场就可以进行功图监测，节约人力物力，使用灵活便捷，安全性高。此外，减少作业现场线路布置，提高了生产的安全性。
41.在该实施例中，角位移测试仪20与载荷测试仪10电连接，载荷测试仪10与dtu无线传输设备40电连接，角位移检测的角位移数据传输至载荷测试仪10中，载荷测试仪10将载荷数据和角位移数据进行数据处理，其中，可以将角位移数据处理得到横梁的位移数据，然后，载荷测试仪10将载荷数据和处理得到的位移数据传输至dtu无线传输设备40，再由dtu无线传输设备40通过无线传输的方式传输至远程服务器30，远程服务器30将接收的数据进行进一步处理可以得到功图数据。其中，本实施例中的具体的数据计算为现有技术。
42.在一种可行的实现方式中，载荷测试仪10与角位移测试仪20通过有线的方式电连接，载荷测试仪10与dtu无线传输设备40通过有线的方式电连接。
43.在一种可行的实现方式中，dtu无线传输设备40可以设置在外部的变频控制柜中，变频控制柜中的控制设备可以控制抽油机工作。
44.实施例二
45.如图2所示，在实施例一的基础上，本实施例进一步限定了角位移测试仪20，包括：外壳21、三轴加速度传感器22、密封盖23、固定支架24和第一控制电路板。固定支架24与抽油机的横梁固定连接。外壳21的一端开口，外壳21固设在固定支架24上。密封盖23固设在外壳21的开口上。密封盖23对外壳21进行密封。第一控制电路板固设在外壳21内，第一控制电路板与第二控制电路板电连接，以实现载荷测试仪10与角位移测试仪20的电连接，进行数据的传输。三轴加速度传感器22固设在第一控制电路板上，三轴加速度传感器22与第一控制电路板电连接。三轴加速度传感器22和第一控制电路板密封在外壳21内，能够避免损坏。
46.本实施例中，三轴加速度传感器22体积小，重量轻，能够使角位移测试仪20结构更加紧凑和集中，使用便捷。三轴加速度传感器22检测的角位移数据传输至第一控制电路板的数据传输单元，第一控制电路板的数据传输单元将角位移数据传输至载荷测试仪10的第二控制电路板中。
47.在一种可行的实现方式中，固定支架24上设置有螺栓和螺母，螺母固设在固定支
架24上，螺栓依次穿过螺母和固定支架24与横梁接触，并将固定支架24固定在横梁上。
48.进一步地，如图2和图4所示，第一控制电路板通过第一插座25和第一通信线缆50与第二控制电路板电连接。第一插座25固设在外壳21上，第一插座25的一端与第一控制电路板电连接，第一插座25的另一端与第一通信线缆50的一端电连接。第一通信线缆50的另一端与第二控制电路板电连接。本实施例中，第一插座25的一端通过连接线缆与第一控制电路板电连接。第一插座25一端位于外壳21内，另一端位于外壳21外部。第一插座25与壳体的连接处形成密封。
49.在一种可行的实现方式中，载荷测试仪10与角位移测试仪20输出原始的电压信号，经过第二控制电路板的电路转换将原始的电压信号转变为4
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20ma工业标准电流信号输出，提高了输出信号的抗干扰能力，保证了测试结果的准确性。
50.进一步地，如图3所示，载荷测试仪10，包括：安装壳体11、应变片式压力传感器12、安装件13、端盖14和第二控制电路板。安装件13与安装壳体11固定连接，安装件13套设在抽油机的抽油杆上。应变片式压力传感器12设置在安装件13上，应变片式压力传感器12与第二控制电路板电连接，应变片式压力传感器12用于检测抽油杆的应力变化。应变片式压力传感器12检测抽油杆的应力变化进而可以得到抽油杆的载荷数据。第二控制电路板固设在安装壳体11内。端盖14盖设在安装壳体11上。
51.本实施例中，端盖14将第二控制电路板密封在安装壳体11内，避免第二控制电路板损坏，安装件13套在抽油杆上，应变片式压力传感器12设置在安装件13内，采集抽油杆的应力数据。
52.本实施例中，安装件13为圆柱体结构，开设有轴向通孔16，抽油杆穿设在轴向通孔16中，抽油杆和安装件13均受力更加均匀，测试结果更加准确，同时，安装件13还可以防止抽油杆位置偏移，以保证载荷测试仪10在使用过程中抽油杆始终保持在安装件13的中心位置上，从而进一步使得测试结构更加准确。
53.在一种可行的实现方式中，应变片式压力传感器12采集的数据经过第二控制电路板的数据处理单元进行数据处理可以得到载荷数据，同时，数据处理单元还对角位移数据进行处理得到横梁的运动位移数据。其中，应变片式压力传感器12的工作过程和原理为现有技术，在此不再赘述。
54.进一步地，如图3和图4所示，第二控制电路板通过第二插座15与第一通信线缆50的另一端电连接；第二插座15通过第二通信线缆60与dtu无线传输设备40电连接。第二插座15固设在安装壳体11上，第二插座15的一端与第二控制电路板电连接，第二插座15的另一端与第一通信线缆50的另一端电连接且与第二通信线缆60的一端电连接。第二通信线缆60的另一端与dtu无线传输设备40电连接。本实施例中，第二插座15的一端通过连接线缆与第二控制电路板电连接，第二插座15的另一端与第一通信线缆50和第二通信线缆60电连接。第二插座15的一端位于安装壳体11内，另一端位于安装壳体11外。第二插座15与安装壳体11的连接处形成密封。第一插座25和第二插座15均具有防水功能。
55.本实施例中，载荷测试仪10和角位移测试仪20通过第一插座25、第一通信线缆50、第二插座15以及连接线缆进行电连接，以实现角位移测试仪20与载荷测试仪10之间的数据传输。第二控制电路板的数据传输单元可以将数据传输至dtu无线传输设备40。
56.进一步地，第二通信线缆60为rs485通信线缆。载荷测试仪10可以通过第二通信线
缆60与其他具有485通信功能的系统进行通信，提高了通用性。
57.需要说明的是，通过本实用新型的功图测量系统根据对功图进行监测可提高抽油机井的系统效率、减少供电电流、降低线损、减轻电网变压器负担，是目前油田最精确实现单井精细管理的节能降耗系统，降低吨油耗电，增加单井产量，节省人力物力。通过连续功图测量与采油系统配合，从而综合分析井况，对低产井制定出合理的开关机时间，节约能源的同时较少了机器磨损，对于高产能井在保证产量的同时，也能够降低单位产量的能耗。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
59.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
61.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
63.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。