[實用新型]基于物聯網的石油生產示功儀

有效

• 申請號: 201220030612.1
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN202512421U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 裴忠民;李貽斌
• 申請（專利權）人: 裴忠民
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本實用新型涉及一種基于物聯網的石油生產示功儀，更具體的說，尤其涉及一種布線方便、通訊費低且可自組網的基于物聯網的石油生產示功儀。?

背景技術

隨著現代工業的發展，人類社會對能源的要求不斷提高。石油在世界能源結構中具有舉足輕重的地位，已成為國家的經濟動脈。油田多分布在沼澤、沙漠、盆地和淺海等野外偏遠區域，作業環境相對惡劣，信息化水平的提升相對困難。與西方發達國家相比，我國石油工業的生產水平、信息化水平相對落后。據統計，目前我國的油井主要分布在大慶，長慶，勝利，遼河，大港，塔里木，克拉瑪依，吉林，青海等各大油田，油井數量近20萬口，但配有數據采集及遠程自動控制系統的油井數量還不到10%，且目前安裝的油水井監控系統多采用有線網絡，不僅布線困難，而且造價昂貴。物聯網技術作為繼互聯網之后信息產業發展史上的又一重大里程碑，已引起世界各國的高度重視。因此，除強化制度建設外，基于物聯網技術提升改造傳統油田企業的技術水平，是加快石油工業發展的有效途徑之一。基于桿式抽油機抽油是當前石油生產的主要工藝形式。示功圖是分析井下抽油泵運行狀況、計算原油開采量及進行故障診斷的重要依據。電子示功儀是采集抽油井工礦數據、獲取抽油井示功圖的主要儀器。當前我國大部分油田對示功圖的采集還依賴于人工巡檢和有線網絡監測手段，自動化程度相對較低。?

現有設備存諸多缺陷，依賴于抽油井自動化監測系統的發展變化，電子示功儀的演進也經歷了傳統示功儀、便攜式示功儀和新一代網絡化示功儀三個階段。傳統示功儀多采用拉線式和角位移傳感器測量實現，儀器笨重，斷頭率高；便攜式示功儀的無繩化設計便于攜帶，但要求定期充電且網絡接入方式單一；隨著新能源技術、物聯網技術在工業領域應用的不斷深入，研究新一代示功儀，構建面向抽油井工礦數據實時監測的物聯網系統已成為當前油田信息化領域研究的熱點問題。?

發明內容

本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種布線方便、通訊費低且可自組網的基于物聯網的石油生產示功儀。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，包括設置于抽油桿上的傳感器單元、用于提供電能的電源，其特別之處在于：還包括與傳感器單元相連接的用于實現控制和無線通訊作用的中央單元，該中央單元連接有產生時鐘脈沖的時鐘單元、進行數據存儲的存儲器以及用于電源管理的電源管理單元；所述中央單元為實現以ZigBee為基礎的2.4GHz?ISM波段通信的中央控制單元和無線通信單元。傳感器單元設置于抽油桿上，用于對抽油機的參數進行采集，以便給出抽油機的做功數值；電源用于給整個示功儀提供電能。中央單元實現對傳感器單元采集數據的運算、處理和存儲，并能實現無線通信和無線組網，以便將采集的數據實時進行上傳。時鐘單元用于提供中央單元能夠正常工作的始終脈沖，存儲器實現數據的存儲，電源管理單元用于對電源進行智能管理，以便提供穩定的電壓。采用2.4GHz微波波段進行通信，無需運營費用。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，所述傳感器單元包括加速度信號傳感器和載荷信號傳感器。采用抽油機在工作過程中的加速度和載荷信號來反映其做工狀況，更加符合實際，能得出更精確的數據。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，所述電源包括光伏太陽能板和蓄電池組。光伏太陽能板用于將太陽能轉化為電能，既可給示功儀提供電能，也可將電能存儲在蓄電池組中，以便保證整個示功儀長期穩定運行。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，包括與中央單元實現無線通信的多協議網關以及提供服務和管理的服務器。多協議網關實現無線物聯網通信到骨干網絡通信的轉換，以便將信息上傳至服務器。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，所述無線通信單元采用CC2591射頻前端功率放大芯片。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，所述電源管理單元包括穩壓模塊以及由MC3063芯片構成的充放電控制器。?

本實用新型的基于物聯網的石油生產示功儀，所述中央控制單元采用CC2530ZigBee芯片。?