无杆采油用井下数据采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种数据采集装置，特别是涉及一种无杆采油用井下数据采集装置。

背景技术：

随着油田开发的进一步深入，潜油螺杆泵、潜油往复泵等是近年来发展速度较快、效率较高的无杆泵采油设备，在油田开发中得到广泛应用；无杆采油设备在井下的工作环境变化严重影响采油产能和使用寿命，而恶劣的设备环境会损坏设备，致使停产、修井，所以，实时监测设备的环境、姿态变化，经分析并变更设备的运行方案成为当务之急，我国在该领域起步较晚，虽然有些压力载波传感器在测试精度上能满足国内一些用户的需求，但由于价格高、使用精度低、可靠性差、应用面窄，还不能完全满足现场应用需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够实时采集井下潜油电机温度、姿态、振动量以及压力各参数的无杆采油用井下数据采集装置。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种无杆采油用井下数据采集装置，包括电源隔离控制柜、地面数据分析模块和井下传感器数据采集模块，所述电源隔离控制柜内设置有隔离变压器，所述隔离变压器的输出点通过动力电缆分别与电机和所述地面数据分析模块连接，且所述隔离变压器输出端的星点不接地；所述电机输出端与所述井下传感器数据采集模块上的第一ac/dc电源连接，所述第一ac/dc电源上连接有dsp数据采集器和数据载波调制器，所述地面数据分析模块与所述井下传感器数据采集模块通过所述动力电缆、电机星点和大地组成的回路供电，且以低频载波方式进行通讯，所述地面数据分析模块上设置有第二ac/dc电源和显示屏，所述显示屏上显示井下的温度、压力以及电机的姿态，所述地面数据分析模块通过485通讯接口向外提供数据。

所述dsp数据采集器上设置有采集井下压力的压力传感器、采集井下环境温度的环境温度传感器、采集电机油温度的机油温度传感器、采集电机姿态的姿态传感器和采集电机震动频率的振动传感器，所述dsp数据采集器将采集的数据经过所述数据载波调制器后利用所述动力电缆传给所述地面数据分析模块。

所述地面数据分析模块包括数据载波解调器、显示器、通讯线路和单片机，所述通讯线路包括所述动力电缆路和所述485通讯线路，所述动力电缆路将接收到的从所述井下传感器数据采集模块传输过来的数据输送到所述数据载波解调器上，所述数据载波解调器解码后将数据传给所述单片机进行处理，所述单片机将处理过的数据在所述显示器上显示出来，并通过所述485通讯接口向外提供数据。

所述姿态传感器为九轴重力加速度姿态传感器。

所述隔离变压器上连接有无位置pmsm变频器。

本实用新型的积极有益效果是：

1、本实用新型无杆采油用井下数据采集装置能够实时监测潜油螺杆泵运行的多项环境参数，为螺杆泵的稳定运行提供重要的参考依据，并能够迅速有效地发现运行中的变化，通过变更控制策略延长潜油螺杆泵的使用寿命，减少修井次数，降低维护费用。

2、本实用新型无杆采油用井下数据采集装置应用动力电缆和大地的回路构建供电，载波通道不需要额外的通讯电缆，节约了设备成本。

3、本实用新型无杆采油用井下数据采集装置设置有电源隔离控制柜，可以使本实用新型的应用范围更广阔，避免电网的差异化对该装置的影响。

附图说明

图1为本实用新型无杆采油用井下数据采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释和说明：

参见图1，图中：1-电源隔离控制柜，2-地面数据分析模块，3-井下传感器数据采集模块，4-隔离变压器，5-电机，6-第一ac/dc电源，7-dsp数据采集器，8-数据载波调制器，9-第二ac/dc电源，10-485通讯接口，11-数据载波解调器，12-单片机，13-无位置pmsm变频器。

实施例：一种无杆采油用井下数据采集装置，包括电源隔离控制柜1、地面数据分析模块2和井下传感器数据采集模块3，电源隔离控制柜1内设置有隔离变压器4，隔离变压器4的输出点通过动力电缆分别与电机5和地面数据分析模块2连接，且隔离变压器4输出端的星点不接地；电机5输出端与井下传感器数据采集模块3上的第一ac/dc电源6连接，第一ac/dc电源6上连接有dsp数据采集器7和数据载波调制器8，地面数据分析模块2与井下传感器数据采集模块3通过动力电缆、电机5星点和大地组成的回路供电，且以低频载波方式进行通讯，地面数据分析模块2上设置有第二ac/dc电源9和显示屏，显示屏上显示井下的温度、压力以及电机5的姿态，地面数据分析模块2通过485通讯接口10向外提供数据。

dsp数据采集器7上设置有采集井下压力的压力传感器、采集井下环境温度的环境温度传感器、采集电机5油温度的机油温度传感器、采集电机5姿态的姿态传感器和采集电机5震动频率的振动传感器，dsp数据采集器7将采集的数据经过数据载波调制器8后利用动力电缆传给地面数据分析模块2。

地面数据分析模块2包括数据载波解调器11、显示器、通讯线路和单片机12，通讯线路包括动力电缆路和485通讯线路，动力电缆路将接收到的从井下传感器数据采集模块3传输过来的数据输送到数据载波解调器11上，数据载波解调器11解码后将数据传给单片机12进行处理，单片机12将处理过的数据在显示器上显示出来，并通过485通讯接口10向外提供数据。

姿态传感器为九轴重力加速度姿态传感器。

隔离变压器4上连接有无位置pmsm变频器13。

电源隔离控制柜1、地面数据分析模块2和井下传感器数据采集模块3，

实际运行中，本装置主要用于在隔离电网内完成对潜油螺杆泵周围的压力、温度、以及自身姿态、振动等信号的采集、整理，并通过动力电缆和大地的回路以电力线载波的方式上传至地面数据分析模块2。

电源隔离控制柜1隔离电网的接地系统，为动力电缆和大地构建独立回路。

地面数据分析模块2通过动力电缆和大地的回路为井下传感器数据采集模块3供电，同时经过解调读取井下传感器数据采集模块3的实时数据。

井下传感器数据采集模块3通过dsp数据采集器7采集压力、温度、姿态或振动等传感器信号，整理成数字信号并以低频载波的形式调制在动力电缆和大地回路上。

当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在

本技术：
权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种无杆采油用井下数据采集装置，包括电源隔离控制柜、地面数据分析模块和井下传感器数据采集模块，其特征是：所述电源隔离控制柜内设置有隔离变压器，所述隔离变压器的输出点通过动力电缆分别与电机和所述地面数据分析模块连接，且所述隔离变压器输出端的星点不接地；所述电机输出端与所述井下传感器数据采集模块上的第一ac/dc电源连接，所述第一ac/dc电源上连接有dsp数据采集器和数据载波调制器，所述地面数据分析模块与所述井下传感器数据采集模块通过所述动力电缆、电机星点和大地组成的回路供电，且以低频载波方式进行通讯，所述地面数据分析模块上设置有第二ac/dc电源和显示屏，所述显示屏上显示井下的温度、压力以及电机的姿态，所述地面数据分析模块通过485通讯接口向外提供数据。

2.根据权利要求1所述的无杆采油用井下数据采集装置，其特征是：所述dsp数据采集器上设置有采集井下压力的压力传感器、采集井下环境温度的环境温度传感器、采集电机油温度的机油温度传感器、采集电机姿态的姿态传感器和采集电机震动频率的振动传感器，所述dsp数据采集器将采集的数据经过所述数据载波调制器后利用所述动力电缆传给所述地面数据分析模块。

3.根据权利要求2所述的无杆采油用井下数据采集装置，其特征是：所述地面数据分析模块包括数据载波解调器、显示器、通讯线路和单片机，所述通讯线路包括所述动力电缆路和所述485通讯线路，所述动力电缆路将接收到的从所述井下传感器数据采集模块传输过来的数据输送到所述数据载波解调器上，所述数据载波解调器解码后将数据传给所述单片机进行处理，所述单片机将处理过的数据在所述显示器上显示出来，并通过所述485通讯接口向外提供数据。

4.根据权利要求3所述的无杆采油用井下数据采集装置，其特征是：所述姿态传感器为九轴重力加速度姿态传感器。

5.根据权利要求1所述的无杆采油用井下数据采集装置，其特征是：所述隔离变压器上连接有无位置pmsm变频器。

技术总结
本实用新型公开了一种无杆采油用井下数据采集装置，包括电源隔离控制柜、地面数据分析模块和井下传感器数据采集模块，电源隔离控制柜隔离电网的接地系统，为动力电缆和大地构建独立回路；地面数据分析模块通过动力电缆和大地的回路为井下传感器数据采集模块供电，同时经过解调读取井下传感器数据采集模块的实时数据；井下传感器数据采集模块通过DSP数据采集器采集压力、温度、姿态或振动等传感器信号，整理成数字信号并以低频载波的形式调制在动力电缆和大地回路上。本装置主要用于在隔离电网内完成对潜油螺杆泵周围的压力、温度、以及自身姿态、振动等信号的采集、整理，并通过动力电缆和大地的回路以电力线载波的方式上传至地面数据分析模块。

技术研发人员：苏子静;勾国伟;熊建伟;陈士坡;拓鑫宇;李浩阳
受保护的技术使用者：新乡市夏烽电器有限公司
技术研发日：2020.11.16
技术公布日：2021.08.10