[实用新型]抽油机光杆加速度位移传感器无效

专利信息
申请号: 200720023552.X 申请日: 2007-06-09
公开(公告)号: CN201045618Y 公开(公告)日: 2008-04-09
发明(设计)人: 薛胜东;阚淑华;李清明;胡小红;张玲;胡向阳;杨莉 申请(专利权)人: 中国石化股份胜利油田分公司河口采油厂
主分类号: G01P15/08 分类号: G01P15/08
代理公司: 北京市中实友知识产权代理有限责任公司 代理人: 陈文锋
地址: 257200*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 抽油机 光杆 加速度 位移 传感器
【说明书】:

(一)技术领域

本实用新型涉及到用抽油机从油井中采油,也涉及到测量加速度及位移量的传感器,具体而言是一种抽油机光杆加速度位移传感器。

(二)背景技术

抽油机是油田机械采油主要设备,油井抽油泵在井下的工作状态是通过测示功图来掌握的。示功图就是在抽油机光杆上下垂直运动的一个周期中,以光杆相对井口运动位移量为横坐标,以相应各位置点光杆的载荷为纵坐标,而形成的平面封闭曲线。所以,光杆位移量是形成示功图的重要参数。现有传统的光杆位移量试方法,是将一机械式位移传感器安装在抽油机光杆的悬振器上,位移传感器拉线的下端挂在井口上。当光杆向上运动时,拉线从传感器拉出,同时带动传感器中的电位器正转;当光杆向下运动时,传感器的卷簧将拉线收回,同时带动传感中的电位器反转。在上下往复运动周期过程中,由电位器将光杆的位移量转化为电参数。其主要缺点是:拉线磨损易断,无法进行长期在线测量;使用量程有限,对抽油机冲程在7米以上的油井不适用;其机械结构无法适应恶劣的野外环境,很易损坏。经检索专利文献,有六篇弱相关对比文件,其中有三篇与测量抽油机示功图有关,专利号分别是03215559.X,02254542.5,97243548.4。这些对比文件与本实用新型最基本的区别在于位移传感器不相同,其数据采集及处理部分也不一样。

(三)发明内容

本实用新型的目的就在于创新研制、提供一种与众不同的抽油机光杆加速度位移传感器。采用集成化加速度芯片测量光杆上下运动时的加速度,再由微处理器对加速度信号进行处理获得位移量数据,并与抽油机载荷数据结合而形成示功图。从而克服上述机械式位移传感器的诸多缺点。

上述目的是由下述技术方案实现的:

抽油机光杆加速度位移传感器,包括壳体、加速度芯片和控制电路。加速度芯片和控制电路都装在壳体内的印刷电路板上。其特征是控制电路由微处理器、定时器、存储器、非易失数据存储器、无线通信芯片、USB通信芯片、电转换芯片、五只晶体振荡器、编程接口、USB插口和电源插头组成。微处理器分别与此相关加速度芯片、定时器、存储器、非易失数据存储器、无线通信芯片、USB通信芯片、编程接口和电源插头连接。有两只晶体振荡器与微处理器连接。定时器、无线通信芯片和USB通信芯片各与一只晶体振荡器连接。电源转换芯片与电源插头连接。编程接口与微处理器连接。

上述抽油机光杆加速度位移传感器中的加速度芯片,选用集成化加速度芯片,型号为ADXL105型。

上述抽油机光杆加速度位移传感器控制电路中的微处理器,选用嵌入式微处理器,型号为MSP430 F148或MSP430 F149型。

上述抽油机光杆加速度位移传感器控制电路中的无线通信芯片,选用短距离蓝牙无线通信芯片,型号nRF401型。

上述抽油机光杆加速度位移传感器控制电路中的定时器选用PCF8563型。存储器选用W24L257型。非易失数据存储器选用AT45DB081型。USB通信芯片选用FT232BM型。

按照上述技术方案制造成的抽油机光杆加速度位移传感器,被置于光杆或悬振器上,随光杆作上、下周期运动。由加速度芯片测得光杆上、下运动时的加速度,再由控制电路进行二次积分运算,得到各点的位移数据,并将各点的位移数据与对应的抽油机载荷信数据结合形成示功图。

由于采用了集成化加速度芯片来测量光杆加速度信号,而克服了上述拉线式传感器的诸多缺点。由于采用了嵌入式微处理器对加速度进行积分换算,而形成位移数据,克服了用电位器进行转换的诸多弊端。因此测量精度大有提高。另外,还能实现长期在线测量和数据无线传输,自动化程度也大有提高,操作更加简便和安全。由于采用了全电子式传感器,所以不受抽油机冲程大小限制,并能适应恶劣的野外环境,使用寿命更长。其技术较先进,经济效益和社会效益显著,具有推广应用前景。

(四)附图说明

附图1是本实用新型的安装应用示意图。

附图2是本实用新型的电路组成及连接关系方框图。

附图3是本实用新型的电路图。

(五)具体实施方式

结合附图说明一个实施例:

由图1所示,本实用新型在应用时安装在抽油机光杆上或悬振器上。

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