CN220118097U - 一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，包括电源模块、电机控制模块、电机数据采集模块、井口数据采集模块。其中，所述电源模块用于各模块供电；所述电机控制模块，用于进行电机的启停控制；所述电机数据采集模块，用于采集周期脉冲信号，以计算电机转速和方向参数；所述井口数据采集模块，用于采集油井示功图、电参、温度和压力；所述数据采集组件用于连接调控模块，向其提供必须的数据信息，以用于调控模块进行边缘实时工况诊断，同时用于实时计算分析曲柄摆角和摆动方向，并用于驱动电机控制模块，实现不停机间抽作业自动执行。

Description

一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件

技术领域

本实用新型涉及采油机不停机间抽领域，具体来说是一种具有油井工况诊断和曲柄摆动角度精准调节功能的采油机不停机间抽装置所需要的数据采集及执行组件。

背景技术

随着采油过程的不断进行，油井会不可避免地出现供液不足的情况，采油机长时间工作在供液不足状态会造成采油机泵效降低等问题。对于供液不足油井，一般采用间抽方式进行改善，但传统间歇式开停机的间抽方式存在两大不足：一方面，为确保安全，油井在开机前往往有严格的安全要求，这导致每次开机时现场人员工作量大，人员工作效率低；另一方面，对于有些油井，比如结蜡严重的油井，长期停车容易导致卡泵故障。目前，采用停泵不停机的间歇抽油替代传统间抽工作方式，已开始得到研发和应用。

然而，现有的间抽装置多为固定式设计，其与具体的场景工况结合并不紧密，不利于促进油田的科学高效生产。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型公开一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，用于对采油机使用工况的数据采集及电机控制，以较低成本实现曲柄摆动角度精确调节，诊断油井工况，不停机间抽控制，提升油井生产效率。

本实用新型的技术方案如下：一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，包括电源模块、电机控制模块、电机数据采集模块、井口数据采集模块，其中：

所述电源模块分别连接电机控制模块、电机数据采集模块、井口数据采集模块，用于上述模块供电；

所述电机数据采集模块连接电机，用于检测磁铁磁场从而转换为脉冲信号，电机数据采集模块的信号输出端连接调控模块的信号输入端，以发送给调控模块；

所述井口数据采集模块连接调控模块无线通信接口，用于采集油井示功图、电参、温度和压力，井口数据采集模块的信号输出端连接调控模块的信号输入端，以传送给调控模块；

调控模块的信号输出端连接所述电机控制模块的信号输入端，电机控制模块接收调控模块的启停指令，进行电机控制，以实现曲柄摆动角度调节。

进一步的，所述电源模块包括顺次连接的空气开关、电源滤波器和电源转换电路，其中：

所述空气开关用于电路的过载和短路保护；

所述电源滤波器用于过滤电磁噪声；

所述电源转化电路用于将输入交流电转换为各个子模块供电所需的直流电。

进一步的，所述电机控制模块包括软启动器，其中：

所述软启动器用于接收调控模块启停信号，实现电机启停控制,同时用于根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，包括限流值、启动时间；

进一步的，所述电机数据采集模块包括磁铁开关、霍尔传感器和支架，其中：

所述磁铁开关用于安装在电机轴上，产生磁场；

所述霍尔传感器用于感受磁铁磁场，从而产生周期脉冲信号，以发送给调控模块分析计算电机转速和方向；

所述支架用于为霍尔传感器做支撑。

进一步的，所述井口数据采集模块包括示功仪、无线传感器和电量采集模块，其中：

所述示功仪用于采集采油机悬点载荷和位移数据；

所述无线传感器用于采集油井温度和压力数据；

所述电量采集模块用于采集电机电流、电机电压和电机功率。

优选的，所述井口数据采集模块与调控模块之间采用网络连接，所述电机数据采集模块与调控模块之间采用电缆连接，所述电机控制模块与电机之间采用电缆连接。

有益效果：

本实用新型公开了一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，实现了电机数据和井口数据的实时采集，并将其作为现场工况数据传输至调控模块。基于现场工况数据的间抽调控，不仅可以精确调节曲柄摆动角度，还能实时分析计算各种油井数据。本装置成本低，功能多样，对于实现采油机的精确化、不停机间抽控制，具有重要意义。

附图说明

图1是采油机不停机间抽装置的整体结构图。

图2是电机参数采集模块内部结构图。

图3是本实用新型各模块具体连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种采油机不停机间抽装置整体结构图，包括本实用新型要求保护的电源模块1、电机控制模块2、电机数据采集模块3、井口数据采集模块4，以及本实用新型组件外接的调控模块5，以及间抽装置所作用于的电机6。其中，所述电源模块1用于各模块供电；所述电机控制模块2，用于进行电机6的启停控制；所述电机数据采集模块3，用于采集周期脉冲信号，以计算电机转速和方向参数；所述井口数据采集模块4，用于采集油井示功图、电参、温度和压力；所述调控模块5，用于进行边缘实时工况诊断，同时用于实时计算分析曲柄摆角和摆动方向，并用于驱动电机控制模块2，实现不停机间抽作业自动执行。

如图2所示，电机参数采集模块内部结构图，两个霍尔传感器2-1间隔一定距离安装在电机6上，2个永磁铁2-2安装在电机轴2-3上以提高采集精度。电机6转动时，永磁体2-2经过霍尔传感器2-1会产生周期脉冲信号，通过DI接口将脉冲信号输入给调控装置，以计算电机转速和转向。支架2-4则用于为霍尔传感器2-1做支撑固定。

如图3所示，一种采油机不停机间抽装置各模块具体连接图，包括各个模块之间的连接关系。

具体的，380V交流电压通过电源模块输出给软启动器和调控模块供电。

软启动器与调控模块通过RS485通讯模块进行通信，同时接收调控模块的DO接口输出的电机启停信号，并且软启动器直接连接电机，控制电机启停。

调控模块采用南京富岛信息工程有限公司开发的调控终端(型号OPAC)。本调控终端包括深度学***衡块的摆动角度，通过读取脉冲信号到达的先后顺序判断摆动方向。另外调控模块还可以通过以太网通信模块与油井在线调控子***进行数据交互，实现更的控制决策。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过电路设定来指令相关的硬件来完成的，该电路设定可以通过单片机或其他类似功能的集成芯片完成，为现有技术。本实用新型的核心实用新型点在于***的整体结构布局，局部控制方法可通过现有技术编程完成；局部的模块连接可通过现有技术实现。具体在本申请中，井口数据采集模块、电机数据采集模块用于现场工况数据的采集，数据的传输均采用现有接口/技术可以实现。电机控制模块用于对电机实现启停控制，控制方法可通过常规控制信号传输实现。以上均属于实用新型的保护客体。不停机间抽装置所涉及的调控模块，为本实用新型组件所服务的部件，一方面接收采集组件(井口数据采集模块、电机数据采集模块)的采集信息，一方面发出指令使执行组件(电机控制模块)进行控制操作。本实用新型的目的在于为采油机不停机间抽装置的调控模块提供数据/执行支撑，调控模块的具体实现，则可以根据需要设计/购买，不应视为对本实用新型保护客体的限制。

Claims (2)

1.一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，其特征在于，包括电源模块、电机控制模块、电机数据采集模块、井口数据采集模块，其中：

所述电源模块分别连接电机控制模块、电机数据采集模块、井口数据采集模块，用于上述模块供电；所述电源模块包括顺次连接的空气开关、电源滤波器和电源转换电路，其中：

所述空气开关用于电路的过载和短路保护；

所述电源滤波器用于过滤电磁噪声；

所述电源转换电路用于将输入交流电转换为各个子模块供电所需的直流电；

所述电机数据采集模块连接电机，用于检测磁铁磁场从而转换为脉冲信号，电机数据采集模块的信号输出端连接调控模块的信号输入端，以发送给调控模块；所述电机数据采集模块包括磁铁开关、霍尔传感器和支架，其中：

所述磁铁开关用于安装在电机轴上，产生磁场；

所述霍尔传感器用于感受磁铁磁场，从而产生周期脉冲信号，以发送给调控模块；

所述支架用于支撑霍尔传感器；

所述井口数据采集模块连接调控模块无线通信接口，用于采集油井示功图、电参、温度和压力，井口数据采集模块的信号输出端连接调控模块的信号输入端，以传送给调控模块；所述井口数据采集模块包括示功仪、无线传感器和电量采集模块，其中：

所述示功仪用于采集采油机悬点载荷和位移数据；

所述无线传感器用于采集油井温度和压力数据；

所述电量采集模块用于采集电机电流、电机电压和电机功率；

调控模块的信号输出端连接所述电机控制模块的信号输入端，电机控制模块接收调控模块的启停指令，进行电机控制，以实现曲柄摆动角度调节；

所述电机控制模块包括软启动器，用于接收调控模块启停信号，实现电机启停控制，同时用于根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，包括限流值、启动时间。

2.根据权利要求1所述的一种采油机不停机间抽装置的数据采集及执行组件，其特征在于，所述井口数据采集模块与调控模块之间采用网络连接，所述电机数据采集模块与调控模块之间采用电缆连接，所述电机控制模块与电机之间采用电缆连接。