专利名称：便携式低功耗智能油井压力测量记录仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测量记录油田产油井的油压、回压、水压及套压的智能化压力采集仪表。
目前国内油田为获取产油井的压力数据，通常采用在测点处安装压力表由采油工巡回抄录的方法，此法的主要弊端为(1)仪表不能公用，一次投资大，维护不便;(2)抄表中易出现疏漏与差错，所得数据可信度差;(3)采集的压力值未以时间做参考量，压力数据在后续处理中的可用性差;(4)压力表损坏失窃严重。综上所述，改进压力表的结构、配置、安装及压力数据的获取方式已成为国内石油生产企业亟待解决的问题。
目前国外技术先进的油田大都采用遥测方式获取产油井的压力数据，此法投资大，对安装、使用、维护的技术要求高，目前难以在国内推广普及。
本发明旨在以采油队为基本建制单位，每队配备一台可自动采集、存贮、处理油压、回压、水压、套压的便携式低功耗智能油井压力测量记录仪，由计量工在各测点巡回采集数据，回队后既可通过本发明回放已采集的全部数据，也可与采油队、厂的管理计算机联网通信，传送已采集的数据，由管理计算机进行各种后续处理，以克服目前直读式仪表和遥测装置在应用中的主要弊端，为石油生产管理自动化提供必要的条件。
本发明的技术实现方案
本发明的原理框图如附图1在测量产油井的油压、回压、水压、套压时，将本发明的应变式压力传感器1连接在设置在井口处的供测量油压、回压、水压、套压的快速单向阀接头上，相应的压力信号由应变式压力传感器1采入，并转换为电信号送给斩波自稳零放大器2做高精度放大后，由V-F变换器3实现高精度模数转换，转换后的数字量信号送入8位单片计算机4的计数器/定时器单元，8位单片计算机4通过应用程序对此信号进行数字滤波、非线性补偿和压力换算，将得出的压力值连同8位单片计算机4内软件电子钟产生的采集时刻信息一并存入由采集点所确定的RAM区6中。
应用程序驻留在单片机系统的ROM区5中。
本发明的前面板上设有8位轻触键7及4位LCD显示器8，上述键显设备通过键显接口电路9与8位单片计算机4相连，各种操作命令以键入方式送往8位单片计算机4。4位LCD显示器8作为输出设备显示压力、时间、测点等信息，以及必要的命令提示符。
已采集的数据既可在读数命令控制下，按后入先出原则显示在4位LCD显示器8上，也可通过RS232C通信接口电路14和通信插口20送往管理计算机以供显示、打印或做其它后续处理。
本发明采用12V蓄电瓶10供电。此直流电源经稳压及电源变换电路11处理后，形成系统内各处所需的±5V直流电源。欠压检测电路12和报警电路13的作用是，当蓄电瓶10的储能接近使用下限时，鉴别出此种状态，并点亮面板上的LED指示灯22，以提醒使用者，通过充电插口21及时给蓄电瓶10充电。在更换新的蓄电瓶10后，在使用前需按下复位开关19，以使8位单片计算机4从零地址运行驻留在ROM区5中的应用程序。在此情况下还需通过移位键7D、增数键7E、显时键7F重新设定软件电子钟的初始值。
为获取高精度测量值，在本发明中采取了如下技术措施(1)采用应变式压力传感器;(2)模拟量放大由斩波自稳零放大器实现;(3)由V-F变换器进行模数转换;(4)设置软件自动校零功能;(5)模拟电路及传感器均由基准源供电;(6)对传感器进行非线性补偿。
为降低系统功耗所采取的技术措施为(1)系统以中断方式工作，两次中断之间，8位单片计算机4进入闲置状态;(2)由应用程序自动启闭模拟电路的电源;(3)用8位单片计算机4的读、写信号选通存贮器;(4)在保证精度的前提下降低系统的时钟频率;(5)采用CMOS芯片及LCD显示。
在测量和记录完一个压力值后，可将本发明的应变式压力传感器1再与其它测点的快速单向阀接头相接，键入测压命令后，即可对该测点的压力进行测量和记录，其工作过程同前所述。
本发明具有如下优点
(1)通用性强，使用一台仪表即可对1350个测点的油压、回压、水压、套压进行测量和记录。
(2)测量过程简便，将应变式压力传感器1与测点处的快速单向阀接头固联后，键入测压命令，压力值和采集时刻值便可记录在RAM区6中。
(3)测量精度高，系统综合误差小于1%。
(4)获取的数据可信，测点的压力值一经被记录，采油工无法在本发明中进行修改。
(5)压力值连同采集时刻值被一并记录，便于了解压力的变化情况。
(6)功耗低，能满足野外巡回测量的要求。
图1、便携式低功耗智能油井压力测量记录仪原理框图。
图2、8位轻触键7的排列图。
图3、便携式低功耗智能油井压力测量记录仪装配示意图。
图中符号表示1-应变式压力传感器;2-斩波自稳零放大器;3-V-F变换器;4-8位单片计算机;5-ROM区;6-RAM区;7-8位轻触键;7A-井号键;7B-表号键;7C-测压键;7D-移位键;7E-增数键;7F-显时键;7G-读数键;7H-校零键;8-4位LCD显示器;9-键显接口电路;10-12V蓄电瓶;11-稳压及电源变换电路;12-欠压检测电路;13-报警电路;14-RS232C通信接口电路;15-键显电路板;16-主电路板;17-机壳;18-电缆插坐;19-复位开关;20-通信插口;21-充电插口;22-LED指示灯。
实施例本发明是以电连接方式在机壳17中装有键显电路板15、主电路板16、通信插口20、充电插口21所组成的智能仪表系统。
键显电路板15是由8位轻触键7、4位LCD显示器8、键显接口电路9、复位开关19、电缆插坐18、LED指示灯22，以电气连接而组成，除键显接口电路9之外，它们均置入机壳17的前面板予留窗口内。在电缆插坐18上插接有应变式压力传感器1。主电路板16由斩波自稳零放大器2、V-F变换器3、8位单片计算机4、ROM区5、RAM区6、稳压及电源变换电路11、欠压检测电路12、报警电路13、RS232C通信接口电路14，以电气连接而组成，12V蓄电瓶10分别与稳压及电源变换电路11、欠压检测电路12相连接，并安装在机壳17的底板上。
本发明的数据采集过程如下将应变式压力传感器1无泄漏地与安装在测点上的快速单向阀接头接通后，按下井号键7A，表号键7B，送入采集点位置信息，该信息通过键显接口电路9送入8位单片计算机4，此时8位单片计算机4自动接通应变式压力传感器1、斩波自稳零放大器2和V-F变换器3的电源，此后再同时按下测压键7C和读数键7G，测压过程即被启动，应变式压力传感器1所采集的压力信号经斩波自稳零放大器2放大后，由V-F变换器3做模数变换，然后将转换后的数字量信号，送入8位单片计算机4，通过应用程序对此信号进行数字滤波、非线性补偿和压力换算，经处理后的压力值连同采集时刻信息一并送入RAM区6中存贮，压力值也同时显示在4位LCD显示器8中。驻留在ROM区5中的应用程序用以对上述过程进行管理。
在进行完一个点的压力测量后，可将应变式压力传感器1依次与安装在其它各测点的快速单向阀接头无泄漏地接通，重复上述过程，即可测量、记录新测点的压力值。
当环境温度发生较大变化时，在测量、记录压力前应按下校零键7H，以便消除由温飘等因素造成的误差。
数据输出过程如下按下井号键7A，表号键7B，输入井、表号，按下读数键7G，该井、表号中已采集、记录的压力值、采集时刻值便会按后入先出的原则依次显示在4位LCD显示器8上。当本发明与管理计算机联机时，同时按下读数键7G和校零键7H，则存贮在RAM区6中的全部信息便通过RS232C通信接口电路14和通信插口20送往管理计算机进行显示、打印或做其它后续处理。
权利要求
1.一种用于测量记录油田产油井的油压、回压、水压、套压的便携式低功耗智能油井压力测量记录仪，其特征在于在机壳17上装有以电气连接的键显电路板15、主电路板16、通讯插口20、充电插口21所组成的智能仪表系统。
2.根据权利要求1所述的携式低功耗智能油井压力测量记录仪，其特征在于所说的键显电路板15是由8位轻触键7、4位LCD显示器8、键显接口电路9、电缆插坐18、复位开关19、LED指示灯22，以电气连接而组成，除健显接口电路9之外，它们均置入机壳17的前面板的予留窗口内，在电缆插坐18上插接有应变式压力传感器1。
3.根据权利要求1所述的便携式低功耗智能油井压力测量记录仪，其特征在于所说的主电路板16是由斩波自稳零放大器2、V-F变换器3、8位单片计算机4、ROM区5、RAM区6、稳压及电源变换电路11、欠压检测电路12、报警电路13、RS232C通信接口电路14以电气连接而组成。
4.根据权利要求1所述的便携式低功耗智能油井压力测量记录仪，其特征在于所说的主电路板16上的稳压及电源变换电路11与欠压检测电路12之间连接有12V蓄电瓶10，且当12V蓄电瓶10电压降至工作下限时，欠压检测电路12可自动检测出此状态，点亮LED指示灯22，提醒使用者及时进行充电。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的便携式低功耗智能油井压力测量记录仪，其特征a、在测量记录油井的油压、水压、回压、套压时，将应变式压力传感器1无泄漏的与按装在测点的快速单项阀接头接通，键入采集点信息，8位单片计算机4便自动接通应变式压力传感器1、斩波自稳零放大器2和V-F变换器3的电源，为测量做好准备，此后键入采集命令，测压过程即被启动，应变式压力传感器1所采集的压力信号经斩波自稳零放大器2放大后，由V-F变换器3做膜数转换，然后将转换后的数字量信号送入8位单片计算机4，通过应用程序对此信号进行数字滤波、非线性补偿处理和压力换算，经处理后的压力值连同8位单片计算机4内软件电子钟产生的采集时刻信息一并存入采集点所确定的RAM区6中;b、在输出所采集的数据时，键入采集点信息和采集命令后，该采集点中已采集记录的采集时刻值、压力值便会按后入先出的原则依次显式在4位LCD显示器8上;c、在本发明与管理计算机联机时，键入通信命令，则存贮在RAM区6中的全部信息便通过RS232C通信接口电路14和通信插口20送往管理计算机进行显示、打印或做其他后续处理。
全文摘要
本发明是用于测量记录油田产油井的油压、回压、水压、套压的便携式智能仪表，主要由键显电路板15、主电路板16、通讯插口20、充电插口21等组成，在测压时，将应变式压力传感器1与安装在测点的快速单向阀接头接通后，相应的压力信号即被采入，经处理后的压力值连同采集时刻信息，可在本发明中贮存和显示，也可通过RS232C通信接口电路14和通信插口20送往管理计算机进行显示、打印或做其他后续处理，其优点是一台仪表可对1350个测压点进行巡回测量和记录，且精度高，使用简便等。
文档编号E21B47/06GK1108732SQ9411049
公开日1995年9月20日 申请日期1994年3月16日 优先权日1994年3月16日
发明者陶安利, 马宝甫, 高明强, 王善新, 王汉民 申请人:山东矿业学院济南分院