[實用新型]一種抽油機示功儀

有效

• 申請號: 201220393625.5
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN202748183U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 張春生;曹根軍;彭紅
• 申請（專利權）人: 北京豪儀測控工程有限公司
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24;G01B11/02
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 劉秀娟

【技術領域】

本實用新型涉及用于獲得油田抽油機示功圖的設備，特別是一種通過攝像頭獲得位移信息的示功圖顯示設備。

【技術背景】

示功圖是由示功器記錄獲得，用于表示在壓力(壓強)-容積座標上的循環線圖，該線圖所圍成的面積即為空壓機——循環的全功。示功圖可用于反映抽油機懸點載荷隨其位移變化規律。

現有技術中，為了獲得油田抽油機示功圖，通常通過測量稠油偶記光桿的位移值和該位移值所對應的負荷。其中，現有的測量裝置大多通過位移傳感器測量光桿的位移值，或通過傾角傳感器測量抽油機橫梁角度的變化，通過角度變化值換算獲得位移值。這兩種測量手段各有利弊。其中，位移傳感器大多采用拉線、霍爾和接近開關等方式，這些傳感器有其不同缺陷，有的不適合長期固定在抽油機上，有的不能測量非勻速轉動的抽油機，有的不適合油田抽油機的安裝環境，有的則難以適應惡劣環境，還有的在抽油機非勻速轉動時測量誤差較大，不利于獲得準確的測量值。而傾角傳感器的設計則會一方面加大設備的數據換算、計算復雜度，另一方面傾角傳感器往往由于其設備有效使用范圍問題，當抽油機的橫梁移動幅度過大或過小時都可能難以獲得有效的測量值。

【實用新型內容】

本實用新型的目的是克服現有技術不足，提供一種能夠簡單而準確地獲得油田抽油機位移信息的示功圖采集設備，而且該設備應當具有適應性強、靈敏度高、結構簡單、易于制造和使用的特點。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種抽油機示功儀，所述示功儀包括利用攝像頭測量油田抽油機位移的示功圖采集設備，所述示功圖采集設備包括負荷傳感器、與所述負荷傳感器相連的A/D轉換器，與所述A/D轉換器相連的DSP數據處理器，與所述DSP數據處理器連接的無線數據通信模塊，其中，所述示功圖采集設備還包括位移傳感器，所述位移傳感器與所述負荷傳感器安裝在一起，并連接到所述A/D轉換器；所述示功圖采集設備還包括電源模塊；所述示功儀還包括與所述示功圖采集設備相連的計算機。

根據本實用新型的一種優選實施方式，所述無線數據通信模塊是wifi通信模塊和/或藍牙通信模塊。

優選地，所述DSP數據處理器包括相互電連接的CPU、數據采集存儲單元和數據分析處理單元。

根據本實用新型的一種優選實施方式，所述示功圖采集設備還包括與所述DSP數據處理器電連接的外圍接口，所述外圍接口包括usb接口、wifi接口。

根據本實用新型的一種優選實施方式，所述位移傳感器是攝像頭，所述攝像頭優選地分辨率不小于640×480，采樣頻率不小于30fps。

以下將更詳細的解釋本實用新型的技術方案。

本實用新型提供了一種抽油機示功儀，所述示功儀包括顯示設備和示功圖采集設備。所述示功圖采集設備利用攝像頭測量油田抽油機位移，包括負荷傳感器、與所述負荷傳感器相連的A/D轉換器，與所述A/D轉換器相連的DSP數據處理器，與所述DSP數據處理器連接的無線數據通信模塊，其中，所述示功圖采集設備還包括攝像頭，所述攝像頭與所述負荷傳感器安裝在一起，并連接到所述A/D轉換器；所述示功圖采集設備還包括電源模塊，電源模塊用于對本采集設備內的所有用電組件供電。

負荷傳感器應當安裝在抽油機驢頭下方，在抽油桿的壓力作用下將傳感器所受的壓力轉換成4-20mA電信號傳送給A/D轉換器，然后再傳送給DSP，計算出負荷值。

根據數據采集和分析設備的常規技術選擇，DSP數據處理器通常包括相互電連接的CPU、數據采集存儲單元和數據分析處理單元。DSP數據處理器的設置、連接、程序燒錄和器件選擇屬于本領域技術人員的公知常識，在本實用新型中不作贅述。

DSP數據處理器還應當具有外圍接口，包括usb接口等。

為了使上述采集設備具有更好的便攜性、數據傳輸便利性，無線數據通信模塊可以選用wifi通信模塊和/或藍牙通信模塊，實現數據的無線通信技術。

使用時，攝像頭隨抽油機的上下往復運動而運動，實時采集外部圖像變化，根據所采集圖像中的信息進行分析計算，得出當前的高度信息。系統利用以下公式計算精確位移：

在距地低點H1處攝像，所攝兩個特征點的長度像數n1，

在距地高點H2處攝像，所攝兩個特征點的長度像數n2，

在任意距離H處攝像，所攝長度像數n，

則：（n-n2）/（n1-n2）＝（H2-H）/（H2-H1）

如果設H1=0，H2=100，則H=100×(1－(n－n2)/（n1－n2）)