[发明专利]抽油机功率手持测试仪及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能功率测量仪表，确切地说它是一种抽油机功率手持测试仪。

背景技术

目前，油田生产的举升方式包括抽油机、螺杆泵、电泵等，其中游梁式抽油机是油田生产的主要设备，也是主要的电能消耗源之一，同时其利用效率很低，一般在30％左右，甚至更低。在游梁式抽油机的工作过程中，直接影响到其效能是抽油机的平衡。使游梁式抽油机处于平衡状态运行,既可延长抽油机和电动机的使用寿命,又可节约大量电能。

当前，判断抽油机平衡度的常规方法是电流法，即利用钳形电流表测出电动机在上下冲程中的电流峰值，,用两者中的小者比大者,其比值作为平衡率,若比值≥85%，则认为抽油机平衡。这种抽油机平衡测试方法判断抽油机的平衡度合格，有些情况下不能保证抽油机一定处于耗电最省的状态，甚至是多耗电，出现这种现象的主要原因是：1.某些严重不平衡的油井，其下冲程（或上冲程）测得的最大电流是发电电流，但钳形电流表测得的这一最大电流因无法判断相位而不能判断其是发电电流还是输入电流，在这种状态下用电流法测试评价的平衡度数值是合格的，但实际上是严重的不平衡。2.电流法是一种粗略的估计方法，误差较大，它没有考虑电流在整个上下冲程的变化情况，更没有考虑功率在上下冲程中的变化情况。在实际操作中，由于在上下冲程中电流峰值所占的时间幅度窄，以及抽油机这种交变载荷导致电流持续不断变动等因素的影响，测试人员仅靠目测时值很难读取准确的数值。3.电流法从理论和实际操作上都存在着很大的缺陷，准确性较差，存在假象平衡的问题。

另外由于近年来变频控制系统越来越多地应用于采油工程领域，而传统电参数测量仪表只能测试工频，无法满足变频状态下的测试，这导致使用变频技术的抽油机功率难以得到准确的测量结果。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供了一种抽油机功率手持测试仪，采用功率法测试抽油机平衡，解决了电流法测试抽油机平衡中出现的因无法判断所测得的最大电流相位而无法判断其是发电电流还是输入电流，导致测试结果中出现假象平衡的问题，同时也提高了测试准确度。同时，霍尔传感器技术还的应用解决了现有的抽油机功率监测仪无法在变频状态下对各项电参数的准确测量。

本发明的抽油机功率手持测试仪，是在测试仪本体的一端设有钳形口，在测试仪本体与钳形口的连接处设有扳机，在测试仪本体上设有显示屏、按键、USB接口和电源输入插口，在测试仪内设有SD数据存储卡和电路系统。

作为本发明的进一步改进，所述的电路系统是由电流感应模块，电流信号调整模块，电压隔离模块，电压信号调整模块，AD采集模块，按键输入模块，液晶显示模块，大容量存储模块和中央处理器构成，电流感应模块经电流信号调整模块与AD采集模块连接、电压隔离模块经电压信号调整模块与AD采集模块连接，AD采集模块与中央处理器连接，液晶显示模块、按键输入模块和大容量存储模块均与中央处理器连接。

作为本发明的进一步改进，电流感应模块中的霍尔传感器插座P3连接钳形表中的霍尔传感器，传感器供电由V+进入，经传感器内部由QK输出，在输出线路上串联了电位器R3，当有电流输入时，链接在P3的霍尔传感器感应出电压，经P3的3,7脚的abc-和R3的abc+输出。

作为本发明的进一步改进，电流感应模块的感应信号经U4的1,4脚进入U4，由7脚输出，通过R7电位器调节U4芯片的放大倍数，U4放大后的信号经R18,C18的RC低通滤波后去除高频信号，信号由R18左侧进入右侧输出，高频信号经C18上端流入C18下端，低频信号则继续传递到U6A的3脚，再通过U6A电压跟随器增强输出能力，信号由U6A的3脚进入1脚输出，C9、C10、C11、C13是电源滤波电容，高频信号经C10,C13流入大地，低频信号经C9,C11流入大地，为U4提供稳定电源。

作为本发明的进一步改进，放大的电流信号经滤波进入R16,信号经R16、R17、C17、C12、U6B组成有源2阶低通滤波和R19,C19组成的无源低通滤波系统对采集到的信号进行3级低通滤波，进入AD采集模块；C22,C20,C29,C21为电源滤波电容，高频信号经C22,C20流入大地，低频信号经C29,C21流入大地，为U6B提供电源。

作为本发明的进一步改进，所述的AD采集模块，CPU采用的I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线构成。