[實用新型]一種橫梁式抽油機負荷傳感器標(biāo)定系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820020734.6
• 申請日: 2008-04-21
• 公開（公告）號: CN201184835Y
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧祥明;余民
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南新吉納遠程測控有限公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00;G01L1/00;E21B43/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及油田抽油機示功圖的測量系統(tǒng)，由其涉及一種橫梁式抽油機負荷傳感器標(biāo)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)

計算和繪制油田抽油機示功圖需要測出抽油機光桿的位移值和每一位移值對應(yīng)的負荷值。目前，橫梁式抽油機負荷測量，直接測量光桿的拉力，這種測量方法準(zhǔn)確。但是，由于油井經(jīng)常作業(yè)(維修，下同)，作業(yè)的過程中要把光桿拆除，作業(yè)人員不會把它作為一個精細的設(shè)備，導(dǎo)致一方面在作業(yè)的過程中經(jīng)常損壞，另一方面每次作業(yè)結(jié)束后，由于技術(shù)人員不在場，不能及時恢復(fù)，這已經(jīng)成為油井測控系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的阻礙。近年來，人們通過抽油機橫梁的形變來測量負荷，但始終沒有解決安裝的一致性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使這種方式不能實際使用。本實用新型采用計算機、A/D、D/A等技術(shù)及軟件算法，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器對橫梁負荷傳感器進行標(biāo)定，解決了安裝不便和數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的問題，實現(xiàn)了在橫梁上安裝負荷傳感器進行示功圖測量的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有油田抽油機示功圖測量系統(tǒng)受作業(yè)影響和橫梁式負荷傳感器測量精度差的問題，提供一種橫梁式抽油機負荷傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其標(biāo)定方法，以實現(xiàn)負荷傳感器長期穩(wěn)定運行的目標(biāo)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種橫梁式抽油機負荷傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，它包括橫梁式負荷傳感器、標(biāo)定設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其中橫梁式負荷傳感器安裝在抽油機橫梁上，它通過電纜與標(biāo)定設(shè)備連接；標(biāo)定設(shè)備安裝在抽油機橫梁的擺動支點正上方，它通過電纜與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接；標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器安裝在抽油機驢頭的光桿上，它通過電纜與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。

所述負荷傳感器安裝的位置可在抽油機橫梁前端即驢頭端的下面或側(cè)面或上面；也可安裝在抽油機橫梁后端的下面或側(cè)面或上面。

所述負荷傳感器通過4芯電纜與負荷傳感器連接；標(biāo)定設(shè)備通過5芯電纜與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接；標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器通過2芯電纜與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。

所述標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器處理和采集電路、測量負荷傳感器處理和采集電路、角位移處理和采集電路，它們均與CPU輸入端連接，CPU輸出端分別與負荷傳感器變換和輸出電路以及位移傳感器變換和輸出電路連接，同時CPU還與485接口電路雙向通信。

所述標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器處理和采集電路包括依次連接的電壓/電路變換和保護電路、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器，其中電壓/電路變換和保護電路輸入端與標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器連接，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端則與CPU輸入端連接。

所述測量負荷傳感器處理和采集電路包括依次連接的模擬加法器、放大電路、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器，其中放大電路輸入端與負荷傳感器連接，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與CPU輸入端連接。

角位移處理和采集電路包括依次連接的角位移傳感器角度/電壓變換電路、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，其中A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與CPU的輸入端連接。

所述負荷傳感器變換和輸出電路包括D/A轉(zhuǎn)換器，它包括一路依次連接的D/A轉(zhuǎn)換器和電壓/電流變換電路，其中D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端與CPU的輸出端連接，電壓/電流變換電路輸出4-20mA的負荷輸出；

所述位移傳感器變換和輸出電路包括另一路依次連接的D/A轉(zhuǎn)換器、電壓/電流變換電路，其中電壓/電流變換電路輸出4-20mA的位移輸出。

本實用新型的標(biāo)定方法步驟為，

a.標(biāo)定時，在抽油機光桿上安裝一臺標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器，其輸出為4-20mA的形式接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)負荷輸入端；

b.標(biāo)定設(shè)備中，在橫梁式負荷傳感器電橋的信號輸出端，用模擬加法器加入一個300mV正電壓，然后經(jīng)過放大、濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換電路，它會在抽油機的一個沖程即一個周期內(nèi)，形成一個變化的數(shù)字信號輸入CPU；

c.標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器信號在電流-電壓變換后，經(jīng)濾波后進入A/D轉(zhuǎn)換器，也輸出一個沖程內(nèi)變化的數(shù)字信號進入CPU；

d.CPU在1-2個沖程內(nèi)建立準(zhǔn)負荷傳感器和橫梁式負荷傳感器的對應(yīng)關(guān)系，方法為：兩臺負荷傳感器根據(jù)精度要求，在一個沖程內(nèi)各采集128個或256個或更多的數(shù)據(jù)，并在平面座標(biāo)內(nèi)形成一條曲線，存儲到EEPROM內(nèi)，這就完成了標(biāo)定；在標(biāo)準(zhǔn)負荷傳感器拆除后，CPU將所形成曲線相鄰的兩點之間視為線性區(qū)間，橫梁式負荷傳感器每采集到一個數(shù)據(jù)，要么落到原來采集點上，要么落到127個或255個區(qū)間內(nèi)，然后，以線性計算出當(dāng)前光桿上的實際負荷值，并通過D/A轉(zhuǎn)換電路和電壓-電流變換電路，輸出對應(yīng)的電流值到數(shù)據(jù)采集設(shè)備；