CN202711044U - 一种油井物联网智能测控器 - Google Patents

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马良
朱鋆
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Abstract

本实用新型提供了一种油井物联网智能测控器，包括承载控制单元、DC-DC转换器、通信接口、电源接口的主控制板，发射传输信号的射频板和进行数据采集的采集控制板，DC-DC转换器串接在控制单元与电源接口之间，通信接口与该控制单元连接，主控制板上还承载有用于采集所述油井物联网智能测控器的温度的温度传感器及用于对该油井物联网智能测控器进行保温的碳纤维加热膜，该温度传感器传输信号给控制单元，该控制单元根据该传输信号做出判断并发出指令以控制所述碳纤维加热膜是否上电。该油井物联网智能测控器不仅降低了油田数字化成本而且提高了数据分析的准确性。

Description

一种油井物联网智能测控器
技术领域
 本实用新型属于物联网技术，具体是一种油井物联网智能测控器。
背景技术
油井物联网智能测控器结合了采油工程技术、自动化仪表技术、通信技术和物联网技术，具有油井自动检测、实时示功图、压力、温度等数据采集、油井工况诊断、产液量计量计算和查询等功能。
现有的油井数据采集和控制器通信主要采用数据有线传输或短距离433MHz无线传输和远程GPRS方式无线传输。有线方式对工程实施要求较高，实施成本也相对较高；短距离433MHz无线传输采用FSK调制方式，造成传输数据速率低、保密性差、抗干扰性能差以及数据传输不稳定等问题；远程GPRS传输需要依赖于移动运营商架设的网络基站设备，同时传输速率较低，且需要支付一定的运营费用和高昂的维护费用。采用以上技术建设的数字油田成本较高同时油井各方面的数据分析会有误判。
发明内容
本实用新型的目的提供一种油井物联网智能测控器，以达到解决目前油田数字成本较高和数据分析存有误判的问题。
为达上述目的，本实用新型提供了一种油井物联网智能测控器，包括承载控制单元、DC-DC转换器、通信接口、电源接口的主控制板，发射传输信号的射频板和进行数据采集的采集控制板，DC-DC转换器串接在控制单元与电源接口之间，所述通信接口与该控制单元连接，其特征是：所述主控制板上还承载有用于采集所述油井物联网智能测控器的温度的温度传感器及用于对该油井物联网智能测控器进行保温的碳纤维加热膜，该温度传感器传输信号给所述控制单元，该控制单元根据该传输信号做出判断并发出指令以控制所述碳纤维加热膜是否上电；所述射频板承载的是工作在2.4-2.483GHz频段的射频模块，该射频模块与所述控制单元通信，并经3dBi的天线对外通信；所述采集控制板上承载有4路4~20mA模拟量输入和两路开关量输入，该采集控制板与所述控制单元通信；所述控制单元是具有包含轮询机制、主动上报机制及对报警信息的快速上报处理功能的通信协议的MCU单元，且该MCU通过直接序列扩频DSSS技术对所述射频模块进行调制。
上述通信接口包括RS232接口、RS485接口、SPI接口，所述射频模块通过SPI接口与所述MCU单元通信，该MCU单元是32位MCU单元。
上述采集控制板包括用于采集油井温度、油压、抽油机驴头角位移及油井载荷的接口。
上述电源接口包含将220v交流电转换为直流电给DC-DC转换器的开关电源。
本实用新型的优点是：能够同时支持多路传感器的模拟量采集（采集板具有4路模拟量输入接口，还可根据实际需要扩展），具有多路总线通信接口，支持井场区域内的数据传输。井场区域内的无线通信采用2.4GHz，调制方式采用直接序列扩频(DSSS)技术，通信协议（写入MCU里）中包含有轮询机制、主动上报机制及对报警信息的快速上报处理等物联网技术。板上温度闭环控制功能（由温度传感器，MCU和碳纤维加热膜构成。）使得在严酷的环境条件下设备也能够正常工作。从而保证了油井数据采集及数据通信的实时、高效、稳定和可靠行，且成本较低。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是实施例一提供的油井物联网智能测控器的示意框图。
图2是实施例二提供的油井物联网智能测控器应用示意图。
图中：1、油井物联网智能测控器；2、温度传感器；3、油压传感器；4、载荷传感器；5、角位移传感器。
具体实施方式
为解决目前油田数字成本较高和数据分析存有误判的问题，本实施例一提供了一种图1所示的油井物联网智能测控器，该油井物联网智能测控器采用功能模块化设计，主要分为主控制单元，射频单元，采集控制单元以及板上温度闭环控制单元。
其中，主控制单元包括承载在主控制板上的控制单元即图1中所示的32bitMCU、DC-DC转换器、通信接口（包括图1中所示的RS232接口、RS485接口、SPI接口）、电源接口即图1中所示的与开关电源连接的220v电源接口即图1中所示的AC220，DC-DC转换器串接在控制单元与电源接口之间即串接在32bitMCU与开关电源之间，起稳压、降压的作用。
射频单元是承载在射频板上的射频模块，此例中应用的是图1中所示的通过SPI接口与32bitMCU通信的工作频段在2.4-2.483GHz的射频模块即图1中所示的2.4GHzRF模块，其配3dBi天线通信距离可达视距1500米，而且能够实现发射功率8档可调。
此例中的MCU具有包含轮询机制、主动上报机制及对报警信息的快速上报处理功能的通信协议，可以通过直接序列扩频DSSS技术对射频模块进行调制，使其速率可达250Kbps。
采集控制单元即图1中所示的进行数据采集的采集扩展板，主要通过其上的4路4~20mA模拟量输入接口（图1中所示的温度、压力、载荷和角位移）和两路开关量输入接口（图1中所示的开关量），采集油井温度、油压、抽油机驴头角位移及油井载荷，并传输给MCU。
板上温度闭环控制单元主要由图1中所示的温度传感器、32bitMCU和碳纤维加热膜构成，当温度传感器采集的温度值传输给32bitMCU，并经32bitMCU判断低于设定值时，32bitMCU便会发出指令使得碳纤维加热膜上电开始工作给整个主控制板或油井物联网智能测控器提供热量，使其工作在较高的温度。
综上所述，不难看出，本实施例提供的油井物联网智能测控器，能够同时支持多路传感器的模拟量采集（采集板具有4路模拟量输入接口，还可根据实际需要扩展），具有多路总线通信接口，支持井场区域内的数据传输。井场区域内的无线通信采用2.4GHz，调制方式采用直接序列扩频(DSSS)技术，通信协议（写入MCU里）中包含有轮询机制、主动上报机制及对报警信息的快速上报处理等物联网技术。板上温度闭环控制功能（由温度传感器，MCU和碳纤维加热膜构成。）使得在严酷的环境条件下设备也能够正常工作。从而保证了油井数据采集及数据通信的实时、高效、稳定、可靠。且成本较低。
实际应用时，参见图2，将实施例一提供的油井物联网智能测控器1安装在井架上，其采集安装在油井处的温度传感器2、油压传感器3、载荷传感器4、设置在支架轴上端的游梁上的角位移传感器5的信息，并将这些信息通过射频模块传输给控制室，实现对油井的检测。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种油井物联网智能测控器，包括承载控制单元、DC-DC转换器、通信接口、电源接口的主控制板，发射传输信号的射频板和进行数据采集的采集控制板，DC-DC转换器串接在控制单元与电源接口之间，所述通信接口与该控制单元连接，其特征是：所述主控制板上还承载有用于采集所述油井物联网智能测控器的温度的温度传感器及用于对该油井物联网智能测控器进行保温的碳纤维加热膜，该温度传感器传输信号给所述控制单元，该控制单元根据该传输信号做出判断并发出指令以控制所述碳纤维加热膜是否上电；
所述射频板承载的是工作在2.4-2.483GHz频段的射频模块，该射频模块与所述控制单元通信，并经3dBi的天线对外通信；
所述采集控制板上承载有4路4~20mA模拟量输入和两路开关量输入，该采集控制板与所述控制单元通信；
所述控制单元是具有包含轮询机制、主动上报机制及对报警信息的快速上报处理功能的通信协议的MCU单元，且该MCU通过直接序列扩频DSSS技术对所述射频模块进行调制。
2.如权利要求1所述的油井物联网智能测控器，其特征是：所述通信接口包括RS232接口、RS485接口、SPI接口，所述射频模块通过SPI接口与所述MCU单元通信，该MCU单元是32位MCU单元。
3.如权利要求1或2所述的油井物联网智能测控器，其特征是：所述采集控制板包括用于采集油井温度、油压、抽油机驴头角位移及油井载荷的接口。
4.如权利要求1或2所述的油井物联网智能测控器，其特征是：所述电源接口包含将220v交流电转换为直流电给DC-DC转换器的开关电源。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104517431A (zh) * 2013-10-01 2015-04-15 西安优势物联网科技有限公司 一种物联网移动型环境采集器
CN104898539A (zh) * 2015-06-26 2015-09-09 魏远良 基于电力线载波通信的远程监控变频智能供水***及方法
CN111256758A (zh) * 2020-02-27 2020-06-09 深圳市东力科创技术有限公司 一种抽油井监控的方法、装置、存储介质和计算机设备

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