[發明專利]抽油機電力擴頻載波監測系統

無效

• 申請號: 200610130774.1
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN101051417A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 王曉青
• 申請（專利權）人: 沈陽日明自動化工程系統有限公司
• 主分類號: G08C25/00
• 分類號: G08C25/00;G08C23/06;G08C19/00
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司
• 代理人: 黃英華

技術領域

本發明涉及監測技術領域，它是針對油田生產中的主要采油機械“抽油機”進行自動化智能監測的系統——抽油機電力擴頻載波監測系統。

背景技術

目前陸地油田的主要采油設備是各種抽油機(如各種型號規格的游梁抽油機、螺桿泵式抽油機等)，這類抽油機在我國油田分布很廣、數量很大，隨著油田生產的發展還有增加趨勢。這類抽油機在使用中存在著如下問題：

1、這種抽油機一年四季24小時野外連續運行。刮風下雨、冷凍下雪、雷電侵襲、溫差極大(東北地區達到90℃)，集中監測難度很大。目前我國大多數油田還是靠人工巡檢，勞動強度大，作業環境差，倒班巡檢人工數量大，而且還不能及時發現抽油機故障，特別是夜間、冬季、雨季時抽油機故障造成長時間停機，減少石油產量。

2、靠人工或井口便攜式儀器定期監測，一天測一次或十天測一次，達不到不間斷的監測，對抽油機的工作狀態及其工作狀態變化不能及時掌握，也不能對設備進行科學合理的維護保養。

3、目前國內外抽油機監測方式有無線方式(一般無線和應用手機通信方式)、衛星通信方式。這些方式一是設備價格昂貴，二是占用無線、手機、衛星等頻道費用高，而且隨監測設備數量和數據數量的增加運行費用昂貴。三是氣候環境對傳輸影響大，所以在我國難以推廣應用。

發明內容

該系統是在一個或多個變壓器平臺下，對所有這些變壓器平臺下(即供電網)抽油機的工作狀態進行24小時全天候自動化、智能化監測的抽油機電力擴頻載波監測系統。它以野外無人值守的抽油機本身供電電力網作為通信媒體，根據該媒體的特點，采用擴頻通信方式，傳輸同一變壓器平臺下分散多點抽油機的監測數據，通過傳感技術、單片機、PC機，及計算機軟件與抽油機特性的結合，實現監測，對監測的工作狀態數據進行分析、判斷、存儲、顯示繪制曲線及示警等功能，以用于油田生產管理、設備維護，并提供產量分析參數。對于抽油機的故障能及時示警，以便及時處理，縮短故障時間，相應地提高了石油產量。

本發明利用抽油機本身所用動力的電力線作為通信載體，不必另外架設通信線進行信息傳輸，既不占用無線頻道，也不利用手機信道，也不用衛星通道，利用現成的電力線，實現信息傳輸。監測抽油機的監測分機接到電力線就可以把監測主機的指令傳送到該監測分機，監測分機的采集信息也通過電力線傳送到監測主機。使該系統使用簡便、成本也大大降低。

本抽油機電力擴頻載波監測系統，它以野外無人值守的抽油機本身供電電力網作為通信媒體，采用擴頻通信方式，傳輸同一變壓器平臺下分散多點抽油機的監測數據，通過傳感技術、單片機、PC機，及計算機軟件與抽油機特性的結合，實現監測，對監測的工作狀態數據進行分析、判斷、存儲、顯示繪制曲線及示警等功能的監測系統。

監測分機，電力線網絡和光纖網絡，監測集中器，監測主機和監測主機接口箱，主機信息處理機電路連接顯示屏和擴頻和解擴電路，擴頻和解擴電路連接發信電路再連接電力線耦合電路，再連接收信電路，再與擴頻和解擴電路連接，通過電力線與多個抽油機的監測分機的電力線耦合電路連接，再順序連接收信電路，擴頻和解擴電路，發信電路，與電力線耦合電路形成一個回路，其中解擴電路與信息處理電路相連，抽油機的信號通過監測數據采集電路和模數轉換電路連接到信息處理電路上。處理機電路可以外連打印機。

每一臺抽油機設置一個監測分機，通過電流互感器對該抽油機電機的其中一相電流進行監測，它在電力線上接收監測主機的指令，經判斷后，把監測信息傳送到電力線。

電力線網絡即每個變壓器平臺下的三相四線架空電力線作為擴頻通信媒體及電源線；光纖網絡作為各個變壓器平臺的電力線擴頻信號匯集網絡，兩個網絡通過監測集中器把所有變壓器平臺的監測分機監測信息匯集到監測主機。

監測集中器連接監測主機，把監測主機指令經判斷后，把光信號轉換為擴頻信號傳送到電力線網絡上各個監測分機；再把各個變壓器平臺下電力網絡上監測分機發出的信息經過電信號到光信號的轉換，傳輸到監測主機接口箱。

監測主機向各變壓器平臺下的監測分機發出指令，通過監測主機接口箱把電信號轉換為光信號經光纖傳送到監測集中器，監測集中器把光信號轉換成擴頻電信號，然后傳送到各變壓器平臺下的監測分機，而監測主機接口箱把各監測集中器的光纖匯集后轉換成電信號輸入到監測主機，監測主機對輸入信息進行分析、判斷、存儲、顯示等程序，實現各種功能。每臺監測主機可同時對3-4個變壓器平臺下分機的監測信息進行同時處理。

監測分機中對單相電流監測，通過A/D轉換前置電路與單片機MCU-P87LPC767接口，實現擴頻通信的路由識別、收發控制、信息處理和發送編碼。