专利名称：无杆泵井动液面在线测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及采油无杆泵油井(螺 杆泵、电潜泵)动液面的在线测量技术，是一种无杆泵井动液面在线 测量专用装置。
背景技术：
无杆泵油井动液面是指油井油套环形空间的液面，该油井采用的是无 杆泵，无杆泵包括螺杆泵、电潜泵。在生产过程中无杆泵油井液面的深度 高、低能反映出该井供液能力的大、小，无杆泵油井液面深度是油井生产 过程中的重要数据。
油井的油套环空动液面深度获得的方法一般是采取声弹测量或采取 井下压力计测量。声弹测量法需要携带发声枪、子弹(氮气瓶)及测试仪 定期下入井内进行测试， 一般周期为一个月左右。声弹测量方法无法做到 连续在线测量数据。井下压力计测量需要把压力计以及电缆随油管一起下 入井内，成本很高，容易损坏，难以推广。
中国专利授权公告号CN20I043463Y，提供了一种"油井动液面自动 检测仪"。这种油井动液面自动检测仪是由电子发声装置代替了发声枪， 由内嵌式微处理器进行数字软件滤波处理。电子发声装置由电压转换器、 激发按钮、放电电容、激发电容、激发电感和瓷腔体组成。电压转换器的 高压输出端经激发按钮后， 一路与放电电容和瓷腔体内的放电极连接，另 一路经过限流电阻、二极管和激发电容与激发电感的初级连接。激发电感 的次级与瓷腔体内的高压极连接。优点不用发声弹，降低成本，安全可 靠，操作简便；利用内嵌式微处理器对反射波的各频率分量自动进行波形 频谱分析，并通过数字软件滤波处理，提高了抗干扰性能和测量精度；能实现连续自动检测油井动液面。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种无杆泵井动液面在线测量装置，利用 电参量采集模块和智能检测单元测量得到电潜泵的有效功率，利用有 功功率与有效扬程成正比的关系进行动液面的测量计算，解决无杆泵 井动液面测量，实现油井动液面自动化在线测试。
本实用新型是这样实现的无杆泵井动液面在线测量装置，包括电 参量采集模块和智能检测单元，电参量釆集模块与智能检测单元之间 有导线连接，其特征在于油井无杆泵电动机的三相动力线穿过电参 量采集模块U2上的三个电流互感器，电参量采集模块U2的三相电压
测试线分别接至A、 B、 C三相动力线，电参量采集模块U2的+5V、 TXD、 RXD、 GND分别连接智能检测单元单片机U1的+5V、 RXD、 TXD、 GND，单 片机Ul的12、 50脚连接+3. 3V电源，单片机Ul的13、 29、 69脚接电 源地，单片机Ul的48、 49脚接JZ1晶体振荡器，单片机Ul的61、 64、 52、 79脚分别接时钟芯片U3的16+15、 14、 12、 7脚，单片机Ul的 72、 67、 66、 15、 14、 9脚分别连接上键(Kl)、下键(K2)、左键(K3)、 右键(K4)、返回键(K5)、确定键(K6)，单片机的61、 64、 54脚 分别接存储器U4的16+15、 14、 13脚，单片机的36、 37、 38、 39、 41、 43、 45、 47脚分别接液晶屏U7的6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13脚， 单片机的39、 68脚分别接看门狗U6的4、 l脚。
依据有功功率与有效扬程成正比的关系进行动液面的测量计算。由 EDA9033电参量采集模块和智能检测单元共同构成动液面在线测量装 置。原理是电参量采集模块与智能检测单元测量油井的动态电功率， 由功率与油井的动液面是比例线性关系的，经过智能检测单元斜率、 截距校准处理后就能得到油井环空的动液面。
(l)单片机Ul能依据时钟芯片U3定时采集功率信号，功率信号送
4至单片机U1的通讯接口。
(2) 单片机U1能釆集到功率的瞬时值，将功率的瞬时值乘以斜率加
上截距就得到动液面数据了，动液面数据显示在液晶屏U7上。
(3) 测量周期、斜率校准、截距校准、时间校准都是通过键盘K1-Kl 进行设置的。
本实用新型通过测量油井的动态电功率得到油井的动液面，能够时 实地在线测量，免除了定期人工测试或使用井下压力计的高成本方式， 为油井的动液面测量提供了一种新的方法。
在上述技术解决方案中，
(1) 采用EDA9033D电参量采集模块+智能检测单元测得准确的有功 功率数值。
(2) 智能检测单元根据有功功率与有效扬程成正比的关系进行液面 计算。
(3) 通过键盘可以设置时间、采样间隔、比例因子、截距等参数。
(4) 液面的计算结果显示在液晶显示屏上。 本实用新型的有益效果是无杆泵井动液面在线测量装置，能随时
在线测出油井的环空液面深度值，不再需要进行定期的人工测试，为 地质、工程管理者提供了便捷的液面数据。由于具有显示窗口与键盘， 可以方便的进行参数设置及数据显示。
图1是本实用新型无杆泵井动液面在线测量装置的结构示意图。
图2是本实用新型的电路图。
具体实施方式
实施例1:参阅图1。无杆泵井动液面在线测量装置，包括电参量 采集模块和智能检测单元，电参量采集模块与智能检测单元之间有导 线连接，电参量采集模块安装在抽油机配电柜里。参阅图2。油井无杆泵电动机的三相动力线穿过电参量采集模块U2上的三个电流互感器，
电参量采集模块U2的三相电压测试线分别接至A、 B、 C三相动力线，
安装时需要注意动力电流的方向及三相动力电源的相序。电参量采集 模块U2的+5V、 TXD、 RXD、 GND分别连接智能检测单元单片机Ul的+5V、 RXD、 TXD、 GND，单片机Ul的12、 50脚连接+3. 3V电源，单片机Ul的 13、 29、 69脚接电源地，单片机U1的48、 49脚接JZ1晶体振荡器， 单片机U1的61、 64、 52、 79脚分别接时钟芯片U3的16+15、 14、 12、 7脚，单片机U1的72、 67、 66、 15、 14、 9脚分别连接上键(Kl)、 下键(K2)、左键(K3)、右键(K4)、返回键(K5)、确定键(K6)， 单片机的61、 64、 54脚分别接存储器U4的16+15、 14、 13脚，单片 机的36、 37、 38、 39、 41、 43、 45、 47脚分别接液晶屏U7的6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13脚，单片机的39、 68脚分别接看门狗U6的4、 1
单片机Ul型号为uPSD3254A;电参量采集模块U2型号为EDA9033; 时钟芯片U3采用DS1305EN;存储器U4采用AT45DB321B;看门狗U6 采用ISL88013IH526Z;液晶屏U7采用LCM320240。
电参量采集模块的通讯接口与智能检测单元的通讯接口连接，智能 检测单元定周期的测量油井的动态功率，通过斜率校准、截距校准后 得出油井环空的动液面值并显示到屏幕上。有关测试周期、泵径、含 水、油密度、斜率、截距值都是预先通过键盘设置并存储到智能检测 单元的。
权利要求1、一种无杆泵井动液面在线测量装置，包括电参量采集模块和智能检测单元，电参量采集模块与智能检测单元之间有导线连接，其特征在于油井无杆泵电动机的三相动力线穿过电参量采集模块(U2)上的三个电流互感器，电参量采集模块(U2)的三相电压测试线分别接至A、B、C三相动力线，电参量采集模块(U2)的+5V、TXD、RXD、GND分别连接智能检测单元单片机(U1)的+5V、RXD、TXD、GND，单片机(U1)的12、50脚连接+3.3V电源，单片机(U1)的13、29、69脚接电源地，单片机(U1)的48、49脚接JZ1晶体振荡器，单片机(U1)的61、64、52、79脚分别接时钟芯片(U3)的16+15、14、12、7脚，单片机(U1)的72、67、66、15、14、9脚分别连接上键(K1)、下键(K2)、左键(K3)、右键(K4)、返回键(K5)、确定键(K6)，单片机(U1)的61、64、54脚分别接存储器(U4)的16+15、14、13脚，单片机(U1)的36、37、38、39、41、43、45、47脚分别接液晶屏(U7)的6、7、8、9、10、11、12、13脚，单片机(U1)的39、68脚分别接看门狗(U6)的4、1脚。
2、根据权利要求1所述的无杆泵井动液面在线测量装置，其特征 在于所述的单片机(U1)型号为uPSD3254A;电参量采集模块(U2)型号 为EDA9033;时钟芯片(U3)型号为DS1305EN;存储器(U4)型号为 AT45DB321B;看门狗(U6)型号为ISL88013IH526Z;液晶屏(U7)型号为 LCM320240。
专利摘要无杆泵井动液面在线测量装置，应用于无杆泵井油套环型空间动液面的测量。包括电参量采集模块和智能检测单元，电参量采集模块与智能检测单元之间有导线连接，特征是油井无杆泵电动机的三相动力线穿过电参量采集模块上的三个电流互感器，电参量采集模块的三相电压测试线分别接至A、B、C三相动力线，电参量采集模块、智能检测单元单片机、时钟芯片、存储器、液晶屏和看门狗连接。电参量采集模块与智能检测单元测量油井的动态有功功率，依据有功功率与泵的有效扬程呈比例线性关系，经过智能检测单元进行扬程动液面换算、斜率、截距校准处理后，得到油井环空的动液面值。
文档编号E21B47/04GK201273186SQ20082012302
公开日2009年7月15日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者张瑞华, 柏小京, 陈加平 申请人:中国石油天然气股份有限公司