[实用新型]井控装备数据采集装置

说明书

技术领域：一种井控装备数据采集装置，用于石油天然气钻井过程中井控设备运行数据的采集，属于生产设备运行数据采集技术领域。

背景技术：对于井控装置的管理和维护信息，目前的石油企业基本上还是采用现场手工记录的方式，先对井控装置运行数据信息进行现场收集和检测记录，然后回到办公地点通过文字资料或者Excel表的形式进行保存和上传；目前记录方式的缺点是：人工统计数据信息的方式，由于个人记录习惯的不一样、笔迹的不同，使得压力数据统计和压力数据电子表格生成时难免出现数据辨认上的错误，进而影响记录结果；另外，因为每记录一次压力数据都需要到压力坑实地采集数据，而因为现场离办公场所距离遥远，特别是在一些偏远的山区，交通也十分不便，工作人员不能时刻都在压力坑旁记录，这样就会导致某些时段的压力数据不能得到实时采集；在现场采集数据时，因为时段和光线的不同，由肉眼所读压力表上的数据也会有偏差；上述原因造成了人工采集数据的缺陷，使得工作效率低下，重要的是不能及时获取井控装置的压力信息，会延误对井控设备的及时测试和维修，并因此导致安全隐患的存在；另外，目前也有使用数据采集卡和便携式数据采集卡的采集方式，数据采集卡方式只适合室内使用，不便于移动；便携式数据采集卡，必须使用24V直流电源为传感器供电，因此其采集器设备多、重量重，连接繁琐，因此导致便携式也不便于携带。

实用新型内容：本实用新型的目的是针对现有技术的问题，采用电源逆变的电源转换技术，设计了一种具有DC-DC电源转换和实时数据采集的井控装备数据采集装置。

本实用新型是这样实现的：本实用新型包括电源转换和数据采集两个部分，其特征是：电源转换部分包括USB接口的电源输出端、DC-DC转换器、和传感器电源端，USB接口的电源输出端由电缆与DC-DC转换器的接入端连接，DC-DC转换器的输出端由电缆与传感器的电源端连接；数据采集部分包括传感器的信号端、数据采集卡的输出端和USB接口数据端连接，传感器的信号端由电缆与数据采集卡的输入端连接，数据采集卡的输出端由电缆与USB接口数据端连接；

DC-DC转换器与数据采集卡设置在同一个采集盒内，在采集盒内，DC-DC转换器与数据采集卡无连接。

其工作过程是：先由USB接口电源输出端将电脑的5V电压输入到DC-DC转换器的接入端，在DC-DC转换器中将输入的5V电压转换为24V电压，然后通过电缆输出给传感器的电源端；供给传感器工作，传感器的信号端将获得的数据传输给数据采集卡，最后由数据采集卡将数据传输给USB接口的数据端，并输入电脑进行存储。

本实用新型的优点和有益效果是：数据采集器取代了单独配备电源的工作方式，在井场这样特殊的工作环境下，由于井控装备数据采集仪体积小、重量轻、因此便于携带和移动，由于通过电缆的连接，可实现远距离操作&实时监控，不但直观性强，还能够保证操作人在远离高压区域的地方进行操作和数据采集，具有提高压力试验安全性和保证试压工作效率的特点

附图说明：

图1为本实用新型的连接示意图。

具体实施方式：下面结合附图以一个传感器为例给出本实用新型的实施例：本实用新型包括电源转换和数据采集两部分，电源转换部分包括USB接口的电源输出端6、DC-DC转换器4、和传感器电源端2，USB接口电源输出端6由电缆与DC-DC转换器4的接入端5连接，DC-DC转换器4的输出端3由电缆与传感器电源端2连接；数据采集部分包括传感器信号端13、数据采集卡11和USB接口数据端8，传感器的信号端13由电缆与数据采集卡11的输入端12连接，数据采集卡11的输出端9由电缆与USB接口数据端8连接；序号1是传感器，序号7是USB；

USB输出工作功率的计算如下：

因为USB的最大输出电流I＝500mA＝0.5A，结合USB输出工作电压U＝5V，由功率公式P＝UI，得出USB最大输出功率为：5V×0.5A＝2.5W；

传感器的功率计算如下：

传感器的工作电流范围为4～20mA，可知最大工作电流I＝20mA＝0.02A，工作电压U＝24V，得出传感器最大工作功率为：24V×0.02A＝0.48W；

将USB输出功率与传感器的最大工作功率相除，即：2.5W/0.48W≈5.2W≈5W，因此，按照本装置，一个数据采集器可支持最多5只传感器同时工作；

数据采集方法是：先由USB7的电源输出端6将电脑的5V电压输入到DC-DC转换器4的电源输入端5，在DC-DC转换器4中设计有一个由电源转换芯片MC34063AD构成的电源逆变转换器，通过电源逆变，将输入的5V电压转换为24V电压输出给传感器1的电源端2，供给传感器1采集数据；传感器1的信号端13将获得的数据通过连接线路传输给数据采集卡11，数据采集卡11再将获得的数据通过连接线路传输给USB接口的数据端8，最终使获得的数据传输到电脑中存储；为了减少设备和接口的数目，方便携带，将电源转换部分的DC-DC转换器4与数据采集卡11设置在同一个采集盒内，由于两者的作用不相同，因此，虽然设置再同一个盒中，但无任何连接。