專利名稱：多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油采油工程中油井測試儀器。它用于機(jī)械采油中，通過對井上示功圖、動(dòng)液面、弊壓、漏失及電機(jī)的電流電壓等參數(shù)的測試，從而對抽油機(jī)和有桿泵的工作狀況，電機(jī)效率及地層能量利用情況進(jìn)行分析和處理；對整個(gè)抽油機(jī)以及與地層之間的生產(chǎn)關(guān)系進(jìn)行診斷及分析，使抽油機(jī)合理、協(xié)調(diào)、正常地進(jìn)行生產(chǎn)。
目前，在我國油田現(xiàn)場中，常用來對抽油井和深井泵工作狀況進(jìn)行測試的儀器主要有抽油井?dāng)?shù)字示功儀，液面回聲儀及便攜式油井雙弊曲線診斷儀。抽油井?dāng)?shù)字示功儀使用載荷、位移傳感器測出有桿抽油泵地面光桿的載荷和位移信號，經(jīng)計(jì)算機(jī)接口板處理后，用微機(jī)進(jìn)行計(jì)算，得到抽油桿任一深度的載荷和位移信息，由此繪出井下任一深度的示功圖(包括深井泵)，從而達(dá)到考察泵工況的目的。液面回聲儀是通過測量從井口發(fā)出的聲波在油管和套管組成的環(huán)形空間傳播時(shí)油管接箍及液面的反射波，測出井下液面的深度，達(dá)到分析油層生產(chǎn)能力的目的。便攜式雙弊曲線診斷儀通過壓力傳感器來測出油管內(nèi)的壓力變化信號，通過A／D轉(zhuǎn)換和計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，得到壓力～時(shí)間關(guān)系曲線，從而達(dá)到分析油井抽油泵工況的目的。
另外，中國專利局公開的申請?zhí)枮镃N87205901U及CN90216718.9的實(shí)用新型專利中，只是針對其某一功能來說的，前一專利中提供的是一種抽油井?dāng)?shù)字示功儀，后一個(gè)專利中公開的是一種油井雙憋曲線診斷儀，這兩種儀器都屬于功能儀器，測示功圖的示功儀不能測動(dòng)液面，測雙弊壓力的雙弊診斷儀不能測示功圖。同時(shí)，這些儀器只能完成測試任務(wù)，不能進(jìn)行診斷和分析，在實(shí)際應(yīng)用中有許多不便之處。再外，我國專利局公開的一種申請?zhí)枮?0100721.8的名稱為微機(jī)測井通迅裝置及其程序的發(fā)明專利，雖利用了微機(jī)技術(shù)改變了其功能和精度，但對油田中的許多參數(shù)還不能作系統(tǒng)的分析及其處理，還明顯地存在功能單一的缺陷。并且這些儀器往往由于選擇元件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，沒有充分考慮現(xiàn)場情況及操作人員的技術(shù)素質(zhì)情況，使其還存在這樣一些缺點(diǎn)對操作人員技術(shù)素質(zhì)要求高，操作不簡便；測試和處理速度慢；輸出方式不夠直觀和方便；測試誤差大、不穩(wěn)定；有的不便于和微機(jī)通訊，不能對測試數(shù)據(jù)作更深一步的處理。
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有測試儀器的不足，而提供一種使用性能高和測試準(zhǔn)確，并且同時(shí)具有示功圖診斷、憋壓診斷，壓力計(jì)算、系統(tǒng)效率計(jì)算、調(diào)平衡計(jì)算的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀。不但能用來測試抽油泵和抽油井的工況，而且能對整個(gè)抽油系統(tǒng)進(jìn)行診斷和分析。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的借助于一次儀表，測量抽油桿載荷、位移、電機(jī)電流、電壓及環(huán)境等各種參數(shù)信號，通過各放大和轉(zhuǎn)換電路，把測試和采集到的數(shù)據(jù)傳給中央微處理器，經(jīng)過處理可得描述抽油井各部件工況的圖形、曲線和數(shù)據(jù)。其中包括井上示功圖，動(dòng)液面反射波形曲線，弊壓曲線，電流、功率曲線，漏失曲線及各有關(guān)參數(shù)。這些信息均可以在儀器內(nèi)存儲，顯示和打印出來。借助于診斷儀中的硬件和軟件，通過進(jìn)一步處理和計(jì)算，可得到井下示功圖，抽油機(jī)系統(tǒng)效率，泵的工作狀況，抽油機(jī)平衡情況及關(guān)于抽油機(jī)工況的診斷報(bào)告和建議作業(yè)措施。
本實(shí)用新型的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，包括機(jī)箱，面板，線路板，電源，各種信號輸入接口和主機(jī)，其特征在于上述的主機(jī)由放大器、多路開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、微處理器，數(shù)據(jù)存貯器組成，信號輸入接口與主機(jī)的放大器相連，放大器經(jīng)多路開關(guān)接至A／D轉(zhuǎn)換器，A／D轉(zhuǎn)換器與微機(jī)處理器和數(shù)據(jù)存貯器相連。以上的信號輸入接口可包括有抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口、抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口、抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口、井口的微音器的音頻信號接口、電機(jī)電流和電壓的功率信號接口。這些接口可任意組合而成具有各種功能的測試診儀。
具有抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口和井口的微音器的音頻信號接口的測試診斷儀，可以計(jì)算井下功圖、井下效率、壓力分布及生產(chǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)。其功能的實(shí)現(xiàn)方法如下1、根據(jù)示功圖的幾個(gè)特征參數(shù)，即圓形度、細(xì)長度、散射度及凹形度，可判斷以下故障液面撞擊；氣體影響；泵下碰；游動(dòng)凡爾動(dòng)作的滯后；油管彎曲；井角彎曲；結(jié)蠟；液面高；上、下凡爾漏失；工作筒磨損；柱塞磨損；卡泵；抽油桿、油管斷脫；油管滲漏；減速箱輛承磨損；三角皮帶打滑。2、計(jì)算井下功圖(參見下面的計(jì)算井下功圖的子程序)。3、計(jì)算井下效率由井上功圖可計(jì)算其井上面積S上，由井下功圖計(jì)算其井下面積S下，則其井下效率為S下／S上，從而依此考察泵的工作效率。4、生產(chǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)(參見參數(shù)設(shè)計(jì)子程序框圖)。5、壓力分布計(jì)算，可計(jì)算井底流壓，泵入口壓力，以便考察地層能量的利用情況及泵的工作環(huán)境和沉沒度，從而決定是否改變下泵深度、生產(chǎn)參數(shù)及給地層補(bǔ)充能量。
具有示功信號接口和憋壓信號接口的相結(jié)合所構(gòu)成的測試診斷儀可以對抽油機(jī)進(jìn)行綜合診斷。
具有抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口和電機(jī)電流和電壓的功率信號接口所構(gòu)成的測試診斷儀可以進(jìn)行診斷、計(jì)算系統(tǒng)效率及根據(jù)功率考察平衡情況。
具有抽油管壓力傳感的憋壓信號接口和井口的微音器的音頻信號接口所成的測試診斷儀具有診斷、壓力及參數(shù)設(shè)計(jì)等功能。
具有抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口和電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口的測試診斷儀可以用來進(jìn)行診斷、計(jì)算系統(tǒng)效率及根據(jù)功率考察平衡情況。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，這些接口具有如上的組合情形外，可綜合地描述成以下情形A、抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口，和抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口或井口的微音器的音頻信號接口或電機(jī)電流和電壓的功率信號接口；或B、抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口，和井口的微音器的音頻信號接口或由電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口；或C、以示功信號接口和／或憋壓信號接口為主的上述各種信號接口的任意組合。
本實(shí)用新型具有如下的特點(diǎn)不但能用來測試抽油泵和抽油井的工況，而且能綜合各種測試參數(shù)對整個(gè)抽油系統(tǒng)進(jìn)行診斷和分析，具體表現(xiàn)在1、有效系統(tǒng)地分析抽油井工作情況；2、安裝和操作簡便，適合現(xiàn)場需要；3、能及時(shí)和準(zhǔn)確地了解整個(gè)有桿泵抽油系統(tǒng)及各個(gè)部件的工作狀況，對地層能量利用情況及變化情況能隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，適時(shí)調(diào)整和改變抽油機(jī)的工作制度，使抽油機(jī)各部件之間或者抽油機(jī)和地層能量利用之間更協(xié)調(diào)地生產(chǎn)，能達(dá)到充分利用抽油機(jī)的潛力和油層能量目的；4、能提高采油效率，降低采油成本和提高油井產(chǎn)量。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明


圖1為本實(shí)用新型邏輯原理簡圖；圖2為本實(shí)用新型的外觀示意圖；圖3為本實(shí)用新型拆開機(jī)箱后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本實(shí)用新型中的微處理器的原理圖，其中圖4A為單個(gè)微處理器邏輯原理圖，圖4B為兩個(gè)微處理器的邏輯原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的詳細(xì)電路總體圖；圖6為各種測試信號的采樣電路圖。
參見
圖1，本實(shí)用新型的工作原理如下一次儀表通過上述的各種信號接口將采集到的信號傳給放大器7，傳感器輸出的微弱信號經(jīng)放大器7放大成可供A／D轉(zhuǎn)換器9的電壓信號。由于采集路數(shù)較多，故經(jīng)過多路開關(guān)8把采樣信號送到A／D轉(zhuǎn)換器9進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果傳送給微處理器10，經(jīng)過微處理器10計(jì)算和處理，輸出處理后的結(jié)果，處理后的結(jié)果存放在數(shù)據(jù)貯存器中，這些結(jié)果可經(jīng)命令輸入后通過輸出裝置輸出。
參見
圖1及圖3，抽油機(jī)智能測試診斷儀包括機(jī)箱4，面板6，線路板3，電源5，各種信號輸入接口4和主機(jī)2，其主機(jī)2由放大器7、多路開關(guān)8、A／D轉(zhuǎn)換器9、微處理器10，數(shù)據(jù)存貯器11組成，信號輸入接口4與主機(jī)的放大器7相連，放大器7經(jīng)多路開關(guān)8接至A／D轉(zhuǎn)換器9，A／D轉(zhuǎn)換器9與微機(jī)處理器10和數(shù)據(jù)存貯器11相連，主機(jī)根據(jù)微處理器和程序大小的情況還包括一個(gè)或多個(gè)程序存貯器。上述的信號輸入接口為A、抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口，和抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口或井口的微音器的音頻信號接口或由電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口；或B、抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口，和井口的微音器的音頻信號接口或由電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口；或C、以示功信號接口和／或憋壓信號接口為主的上述各種信號接口的任意組合。
本實(shí)用新型的主機(jī)2由放大器7、多路開關(guān)8、A／D轉(zhuǎn)換器9、微處理器10，數(shù)據(jù)存貯器11組成，參見圖5、6，實(shí)施例中各種傳感器所傳來的各種信號經(jīng)放大器電路放大，放大后的電信號由多路開關(guān)進(jìn)行選通，由微處理器進(jìn)行控制，把選通的電信號經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后輸入微處理器進(jìn)行處理，然后把其結(jié)果存貯在數(shù)據(jù)存貯器中，數(shù)據(jù)存貯器中處理后的結(jié)果由鍵盤12的命令可在液晶顯示屏13上顯示，或由打印機(jī)14打印，本實(shí)施例中的各種元件型號可參見附圖。
為了更好地使使用者了解抽油機(jī)的各種工況，面板上可安有顯示裝置或／和結(jié)果輸出裝置或／和輸入鍵盤。所說的結(jié)果輸出裝置可為打印機(jī)或繪圖儀；顯示裝置可為液晶顯示屏。在主機(jī)的線路板上可具有顯示裝置或／和結(jié)果輸出裝置或／和輸入鍵盤的接口，并且根據(jù)情況還可以具有通訊接口，例如RS－232接口。
參見圖4，本實(shí)用新型中的微處理器是本診斷儀的核心部分控制其測試及診斷的全部工作，本診斷儀滿足油田各個(gè)層次的需要，形成系列化產(chǎn)品，其對應(yīng)的微處理器也有多種，如第一代的INTEL8008；第二代的INTEL8080，MOTOROLA6800，SIGNECTICS2650，ROCKWELPPS8；第三代的Z80(Z8系列)，INTEL8085(包括MCS－48、MCS－51、MCS－96等系列)；四代的INTEL8086、Z8000、M68000。參見圖4，微處理器外掛A／D轉(zhuǎn)換器和程序存貯器，也可以把A／D轉(zhuǎn)換器和程序存貯器與微處理器集成為一個(gè)單片機(jī)。也就是說微處理器為一帶有A／D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。
參見圖4b，對于該診斷儀，可以采用二個(gè)或二個(gè)以上的微處理器來完成同樣的目的，以兩個(gè)微處理器為例，二個(gè)IC之間通過串口或通過數(shù)字開關(guān)之間相互聯(lián)絡(luò)，其中的輸入或輸出可以任意接到IC上，例如輸入接到一個(gè)IC上，輸出接到另一個(gè)IC上，或者輸入輸出分別按至二個(gè)IC，在這種情況下每個(gè)IC均應(yīng)有各自的程序存貯器。上述的輸入輸出應(yīng)廣義理解為信號接口、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、打印繪圖機(jī)、鍵盤等。
本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)示功圖測試、動(dòng)液面測試、漏失測試、憋壓測試、電機(jī)電流電壓測試。其每一種測試原理說明如下示功圖測試借助于載荷傳感器和位移傳感器，測量有桿抽油機(jī)的地面示功圖，根據(jù)理論推導(dǎo)關(guān)系，計(jì)算出有桿抽油泵在井下的示功圖。推斷井下示功圖的基本原理(美國專利US3343409)是將抽油桿視為傳輸載體，井下泵的載荷和位移以應(yīng)力波形式傳輸?shù)降孛娴墓鈼U。用載荷傳感器和位移傳感器在地面光桿上接收每個(gè)瞬間的載荷和位移信號，并將測試數(shù)據(jù)等提供給微機(jī)進(jìn)行計(jì)算，從而得到抽油桿任一深度的載荷和位移，也即可得出井下任一深度包括泵處的示功圖。關(guān)于全部方程的導(dǎo)出和所需要公式與計(jì)算步驟，請參閱美國專利US3343409。
動(dòng)液面測試動(dòng)液面是指油井生產(chǎn)時(shí)，在油井套管環(huán)形空間所測得的液面深度。知道動(dòng)液面即可計(jì)算沉沒度，了解泵的工作狀況，計(jì)算井下流動(dòng)壓力等。聲波在油氣混合氣介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到障礙物便反射回來。當(dāng)裝在井口的音響發(fā)聲器產(chǎn)生音響后，產(chǎn)生強(qiáng)波信號，聲波沿油井套管環(huán)形空間向下傳，碰到油管節(jié)箍和液面，就產(chǎn)生反射波信號。這樣儀器就將這些信號記錄下來，形成一波形曲線。在波形曲線上，根據(jù)油管節(jié)箍反射波信號及油管長度，即可確定一口井的動(dòng)液面深度。
漏失測試漏失測試是用來考察抽油泵上、下凡爾的漏失情況。將抽油機(jī)停在上或下死點(diǎn)，借助壓力傳感器來測量懸點(diǎn)載荷隨時(shí)間變化情況。如果泵的凡爾工作正常，油管中的油重量是不變的，這樣懸點(diǎn)載荷也應(yīng)保持一常數(shù)，或者即使有變化也不大。這時(shí)載荷和時(shí)間的關(guān)系應(yīng)近似為直線。反之，不是一條直線，就說明抽油泵的凡爾密封不好，有漏失情況。
弊壓測試關(guān)閉抽油井生產(chǎn)閘門，使油管內(nèi)部處于暫時(shí)封閉狀態(tài)的過程稱為弊壓。常用有開機(jī)弊壓，關(guān)機(jī)弊壓和停機(jī)弊壓。將三種弊壓方式下取得的關(guān)井油壓與關(guān)井時(shí)間的關(guān)系曲線稱為弊壓曲線，根據(jù)弊壓曲線的形狀可對抽油井下發(fā)生的各種情況進(jìn)行判定。通過弊壓診斷可判定抽油桿斷脫、雙閥失靈的情況，游動(dòng)凡爾和固定凡爾漏失情況及泵下堵死、氣鎖等井下故障。
電機(jī)的電流、電壓測試用鉗形電流表與電壓表分別將電機(jī)電壓和電流轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號，由多路模擬開關(guān)送A／D轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)微處理器處理，得到電流－位移，功率－位移曲線，以考察電機(jī)能量利用情況及抽油機(jī)平衡情況。
上述的測試在本實(shí)用新型中主要是通過下面方式來實(shí)現(xiàn)的由于本實(shí)用新型測試主要參數(shù)有載荷、位移、電流、電壓、相位、漏失、動(dòng)液面、弊壓、流量及環(huán)境溫度等，對應(yīng)的一次儀表有載荷傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、電流、電壓傳感器、動(dòng)液面?zhèn)鞲衅骷傲髁總鞲衅鳌囟葌鞲衅鞯?。測試過程是借助于載荷傳感器，把懸繩器上的載荷變化信號通過放大電路傳給A／D轉(zhuǎn)換；位移傳感器測量懸點(diǎn)位移變化并傳給A／D轉(zhuǎn)換器；電流、電壓傳感器的分別測量電機(jī)的電流和電壓，并傳給A／D轉(zhuǎn)換器；借助于動(dòng)液面?zhèn)鞲衅鳒y量油井節(jié)箍及動(dòng)液面反射波的信號，通過濾波放大器處理后傳給A／D轉(zhuǎn)換器；借助于壓力傳感器將油井井筒的壓力信號傳給A／D轉(zhuǎn)換器。經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換的結(jié)果經(jīng)多路開關(guān)送微處理器進(jìn)行處理。
本實(shí)用新型還可作為綜合測試診斷儀器。它不僅是測試功能的綜合可測量抽油井的示功圖，動(dòng)液面，油管壓，套管壓，雙弊壓力，電機(jī)電流、電壓等資料；更是診斷技術(shù)和解釋方法的綜合它綜合抽油井的各種信息，然后對其進(jìn)行綜合分析和回歸處理，得到關(guān)于抽油井各部分的工作情況及提供對非正常部件進(jìn)行作業(yè)的措施。這樣可減少單一信息的片面性，使對所研究的系統(tǒng)有更清楚和全面的了解。
本實(shí)用新型把測試電路部分放在一塊控制板上，互相之間功能沒有冗余，使各部件有機(jī)地結(jié)合在一起。使之能充分支持對抽油井進(jìn)行綜合診斷分析的軟件。整個(gè)軟件的實(shí)現(xiàn)和編制基于這樣幾個(gè)原則1、多信息原則；依據(jù)本儀器所有手段，采集和獲取關(guān)于該油井的所有確定性信息(如載荷、位移和動(dòng)液面等)獲得最大信息量，這是對抽油井進(jìn)行全面、清楚地認(rèn)識的基礎(chǔ)；2、可靠性原則綜合診斷的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以實(shí)際測量為主，避免因測試人員的失誤或另一種測試手段獲得的參數(shù)的不準(zhǔn)確影響本儀器的診斷結(jié)果。如在現(xiàn)場中，井隊(duì)提供的產(chǎn)液量數(shù)據(jù)往往很不精確，如果用井隊(duì)的產(chǎn)液量有可能對診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響。采取對策是用自已的儀器來測量該參數(shù)。3、對應(yīng)一致的原則以同步采集為基礎(chǔ)，對所獲得的各種信息(如示功圖、弊壓)的解釋必須對應(yīng)分析，互相參照和對比，得出一致的結(jié)論，如遇結(jié)果不一致時(shí)，可增加一些輔助手段加以判斷，這樣可以大大地減少失誤率。4、與措施相結(jié)合的原則對抽油井進(jìn)行測試和診斷的目的是為了生產(chǎn)不正常的井，以對其采取合理措施以保證抽油井正常的工作?；谝陨显瓌t本軟件的解釋方法包括以下幾個(gè)方面1)功圖分析方法
示功圖為一條封閉曲線組成，即一個(gè)周期函數(shù)。這個(gè)周期函數(shù)可展開成傅立葉級數(shù)，而傅立葉級數(shù)的系統(tǒng)與邊界曲線了形狀有關(guān)。通過對傅立葉級數(shù)的系統(tǒng)系數(shù)與邊界曲線了形狀有關(guān)。通過傅立葉系數(shù)提取反映泵示功圖形狀了四個(gè)特征參數(shù)即圖形的圓形度，細(xì)長度，散射度和凹形度。并用歐氏距離和對差距離為分類判別函數(shù)，對抽油井系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)識別，其詳細(xì)敘述請參閱〈西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)〉中的“應(yīng)用模式識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)抽油井井下故障了自動(dòng)診斷”一文。
2)開機(jī)弊壓、弊壓高、自噴弊壓、套管弊壓等井口弊壓曲線與沖程曲線對應(yīng)分析。
深井泵工作時(shí)，關(guān)閉油井回壓閘門后，每沖程凈入管內(nèi)的流體體積Q1是該沖程管內(nèi)流體被壓縮的體積Q2和抽油桿彈性增容出體積Q3之和，而該沖程凈入管內(nèi)的流體Q1又是該沖程內(nèi)泵入量Q和間隙漏失量q1，油管漏失量q2，閥漏失量q3的代數(shù)則有Q－q1－q2－q3＝Q2＋Q3通過推導(dǎo)有油壓＝關(guān)井前油壓＋(Q－q1－q2－q3)＊沖數(shù)＊時(shí)間／Q／流體壓縮系數(shù)根據(jù)該關(guān)系式，可分析各種類型故障下關(guān)、停、抽的曲線形狀，制成標(biāo)準(zhǔn)圖版。然后對照圖版即可分析所測試的弊壓曲線。
3)系統(tǒng)效率分析方法系統(tǒng)效率是衡量整個(gè)抽油機(jī)工作效率的指標(biāo)。通過對抽油機(jī)各部分效率的計(jì)算，可發(fā)現(xiàn)各部分能量消耗情況，采取針對性的措施以降低損耗。如平衡不體會造成電機(jī)電流的不均勻，電機(jī)的功耗增大，電機(jī)效率降低，從而導(dǎo)致整個(gè)抽油機(jī)系統(tǒng)效率降低，如使抽油機(jī)調(diào)整平衡，則可提高抽油機(jī)的能量利用效率。整個(gè)抽油機(jī)的總效率為四個(gè)部分電機(jī)效率η1；皮帶與減速箱機(jī)械效率η2；四連桿機(jī)構(gòu)效率η3；井下效率η4。
η1＝電機(jī)輸出功率／電機(jī)輸入功率η2＝減速箱輸出功率／電機(jī)輸出功率η3＝光桿功率／減速箱輸出功率η4＝井下功圖面積／地上功圖面積系統(tǒng)效率＝η1＊η2＊η3＊η44)功率曲線判斷抽油機(jī)平衡法根據(jù)功率曲線的形狀可分析判斷抽油機(jī)的平衡狀況如果功率平衡率(上下沖程的最大百分比)大于70％，則認(rèn)為平衡；反之不平衡。根據(jù)上、下沖程的扭矩峰值可計(jì)算平衡半徑的調(diào)整值，然后由電動(dòng)機(jī)的功率和平衡半徑調(diào)整值來計(jì)算加上或去掉一部分平衡塊后的平衡半徑調(diào)整量。
5)用液面和油套計(jì)算沉沒壓力和流壓從而對地層能量及泵生產(chǎn)參數(shù)是否合理進(jìn)行分析。
以上的分析診斷可通過類似專家系統(tǒng)的軟件包來完成軟件由一個(gè)主程序及若干子程序組成。主要診斷子程序?yàn)橛?jì)算井下功圖及電機(jī)扭矩、功率子程序；計(jì)算井下壓力子程序；計(jì)算系統(tǒng)效率子程序；抽油井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)子程序；憋壓診斷子程序；利用功率曲線調(diào)平衡子程序。為了更好理解本實(shí)用新型，下面詳細(xì)列出全部程序，其流程圖如下
權(quán)利要求1.一種多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，包括機(jī)箱，面板，線路板，電源，各種信號輸入接口和主機(jī)，其特征在于上述的主機(jī)由放大器、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器，數(shù)據(jù)存貯器組成，信號輸入接口與主機(jī)的放大器相連，放大器經(jīng)多路路程開關(guān)接至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與微機(jī)處理器和數(shù)據(jù)存貯器相連，上述的信號輸入接口為A、抽油桿載荷和位移組成的示功信號接口，和抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口或井口的微音器的音頻信號接口或由電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口；或B、抽油管的壓力傳感的憋壓信號接口，和井口的微音器的音頻信號接口或由電機(jī)的電流和電壓的功率信號接口；或C、以示功信號接口和/或憋壓信號接口為主的上述各種信號接口的任意組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于主機(jī)還包括一個(gè)程序存貯器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于線路板上具有顯示裝置和／或結(jié)果輸出裝置和／或輸入鍵盤的接口和／或通訊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于機(jī)箱面板上安有顯示裝置和／或結(jié)果輸出裝置和／或輸入鍵盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于微處理器為一帶有A／D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于微處理器為二個(gè)或二個(gè)以上，它們之間通過串口或數(shù)字開關(guān)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于顯示裝置為液晶顯示屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，其特征在于結(jié)果輸出裝置為打印機(jī)或繪圖儀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多參數(shù)抽油機(jī)智能測試診斷儀，包括機(jī)箱，面板，線路板，電源，各種信號輸入接口和主機(jī)，上述的主機(jī)由放大器、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器，數(shù)據(jù)存貯器組成，信號輸入接口與主機(jī)的放大器相連，放大器經(jīng)多路路程開關(guān)接至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與微機(jī)處理器和數(shù)據(jù)存貯器相連。本實(shí)用新型不但能用來測試抽油泵和抽油井的工況，而且能綜合各種測試參數(shù)對整個(gè)抽油系統(tǒng)進(jìn)行診斷和分析。
文檔編號E21B44/00GK2122232SQ9222355
公開日1992年11月18日 申請日期1992年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月6日
發(fā)明者孫國鋒, 孫太升 申請人:北京金時(shí)石油測試技術(shù)有限公司