一种无线示功仪及自适应调整方法
【专利摘要】本发明公开一种无线示功仪及示功图计算方法，该无线示功仪包括：依次电路连接的信号采集传感器、模数转换器、控制模块和无线通信模块，其中信号采集传感器包括加速度传感器和载荷传感器；加速度传感器用于采集抽油杆的加速度数据；载荷传感器用于采集抽油杆的载荷数据；模数转换器将所述加速度传感器及载荷传感器采集的模拟量连续数据转换成相应数字离散信号后传递给控制模块；控制模块用于：控制采样周期进行自适应调整并利用得到的周期与加速度数字离散信号计算位移数据，并将载荷数据及位移数据传递给无线通信模块；无线通信模块用于使无线示功仪与外部设备进行命令、数据的交换。采样上述无线示功仪可以获得更准确可靠的示功图。
【专利说明】一种无线示功仪及自适应调整方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量【技术领域】，尤其涉及一种监测抽油机工作状态的无线示功仪及自适应调整方法。
【背景技术】
[0002]示功图是以抽油机驴头从下死点向上的位移量为横坐标，以杆载荷值的大小为纵坐标，在该坐标系下每个油井的杆载荷值与位移量在一个冲程里所形成的图形，典型的示功图如附图1所示。示功图可以反映油井产量，能耗，泵况等各种状态，是油田对油井实施管理的重要依据，在油气生产物联网实施方案中，通常将示功图的实时监测作为监测系统的必备功能，如何快速、准确、方便地得到示功图尤其重要。
[0003]目前，示功图获取的基本方法，主要由载荷传感器、加速度传感器、数据采集和处理单元以及通信单元等组成。载荷数据通常采用载荷传感器直接测量；而位移数据是利用加速度数据进行积分获得。由于抽油杆在正常工作时运动状态为周期性往返运动，即正常的加速度数据是周期性数据，利用这个特性，对加速度数据进行二次积分获得相对位移值。
[0004]现有技术存在以下技术缺陷和不足:
[0005]1、在采集加速度数据中，由于油井磕头机位移的数据变化很慢，加速度信号较小，和噪声信号叠加后，信号的周期性经常会被误判。周期长度判断错误，会导致位移计算错误，周期长度偏差越大，位移计算的误差就会越大，从而不能保证数据的准确性；即使对加速度信号进行滤波，也不能完全解决信号周期误判的问题；
[0006]2、采油厂生产中，不同的油井往往使用不同的冲程冲次，即使同一 口油井也往往需要根据实际情况调整抽油机的冲程和冲次。冲程冲次的不同会对应不同的周期长度，冲程冲次的调整也会造成周期长短的变化。现有技术一般不能够及时调整采样频率，做到自适应，从而存在过采样或欠采样的缺陷。过采样不仅耗费示功仪的电池电量，还浪费示功仪宝贵的存储空间。而欠采样或采样速率不够，又会使得示功图数据精度不够或示功曲线偏离现实较远。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线示功仪及示功图的测量方法，以获得更准确可靠的示功图，并能够根据抽油机的冲次自适应调整采样频率。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供一种无线示功仪，其包括:
[0009]依次电路连接的信号采集传感器、模数转换器、控制模块和无线通信模块，其中信号米集传感器包括加速度传感器和载荷传感器；
[0010]加速度传感器用于获取抽油杆的加速度数据；
[0011]载荷传感器用于获取抽油杆的载荷数据；
[0012]模数转换器对加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据进行离散采样，进而将采样后的模拟量离散数据转换成数字离散信号后传递给控制模块；[0013]控制模块得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤:
[0014]S1、计算载荷的周期Tl ;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 ；
[0015]S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2 ;如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3 ；
[0016]S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行SlO ；
[0017]S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤S5 ；
[0018]S5、控制模数转换器降低一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si ；
[0019]S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9;
[0020]S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9 ;否则执行步骤S8 ；
[0021]S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si ；
[0022]S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，并将位移数据传递给无线通信模块，然后执行步骤Sll ；
[0023]S10、控制无线通信模块发送告警信息，提示井况异常；
[0024]S11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程；
[0025]无线通信模块用于无线示功仪与外部设备进行命令、数据的交换。
[0026]此外，本发明提出一种自适应调整方法，该方法包括如下步骤:
[0027]a、加速度传感器获取抽油杆的加速度数据，载荷传感器获取抽油杆的载荷数据；
[0028]b、模数转换器对加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据进行离散采样，进而将采样后的模拟量离散数据转换成数字离散信号后传递给控制模块；
[0029]C、控制模块得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤:
[0030]S1、计算载荷的周期Tl ;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 ；
[0031]S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2 ;如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3 ；
[0032]S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行SlO ；
[0033]S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤S5 ；
[0034]S5、控制模数转换器降低一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si ；
[0035]S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9;
[0036]S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9 ;否则执行步骤S8 ；
[0037]S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤SI ；
[0038]S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，并根据位移数据和载荷数字离散信号输出示功图数据，然后执行步骤S11;
[0039]S10、控制模块输出告警信息，提示井况异常；
[0040]S11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程。
[0041]上述载荷传感器为压力传感器或者压强传感器。
[0042]上述加速度传感器获取的抽油杆的加速度数据，与载荷传感器获取的抽油杆的载荷数据，在时间上同步；模数转换器传递给控制模块的载荷数字离散信号和加速度数字离
散信号--对应。
[0043]上述过多周期是指大于4个周期。
[0044]上述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号，是指N个载荷数字离散信号和N个加速度数字离散信号，其中600=〈N〈=1000。
[0045]上述控制模块还对加速度数字离散信号进行滤波处理:对每一个加速度数字离散信号，对应取其前三个和后三个加速度数字离散信号和其自身进行平均，对于首尾附近的加速度数字离散信号如果取不到三个则按照能取到的最大个数进行平均。
[0046]所述控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，包括:控制模块根据Tl或T2，计算出M个完整周期的加速度数字离散信号，然后对不同周期的同相位信号进行算术平均，从而将M个完整周期的加速度数字离散信号变换为一个完整周期的加速度数字离散信号；其中2=〈M〈=6。
[0047]上述计算载荷的周期Tl包括:统计载荷离散数字信号中极值点的分布，若极值点的分布是均匀的，则载荷离散数字信号有周期性，通过载荷离散数字信号中极值点间的间隔获得Tl;若极值点的分布不是均匀的，则不能根据载荷数字离散信号获得载荷的周期。
[0048]本发明具有以下有益效果:
[0049]I)当抽油机正常工作时，本发明优选地利用了载荷数据来获得准确的周期值；由于载荷数据与加速度数据相比，质量要好，周期性要明显；
[0050]2)当抽油机出现异常如卡泵等情况，从而导致无法从载荷数据中获得周期长度时，本发明仍能通过加速度自身的周期性获得周期值，从而仍能计算出位移数据；
[0051]3)当抽油机冲次冲程发生调整后，本发明提供的采样频率自适应调整方法能及时更新采样频率；使得冲次调整后，一定的采样数据数量N仍覆盖M个周期，N例如为800，M例如为3或4 ;[0052]4)虑除了加速度信号毛刺和噪声，使得加速度周期性判断更准确。
[0053]5)当载荷和加速度两维信号的周期均无法计算，通过发送告警信息，能够及时提示井况异常。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]图1为典型示功图示例。
[0055]图2为本发明的无线示功仪的结构示意图。
[0056]图3为本发明的示功图测量流程图。
【具体实施方式】
[0057]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0058]请参阅图2所示，本发明的无线示功仪主要包括依次电路连接的信号采集传感器、模数转换器(ADC)、控制模块(CPU)和无线通信模块。其中信号采集传感器包括加速度传感器和载荷传感器。无线通信模块用于无线示功仪与外部设备进行命令、数据的交换。所述命令例如是启动示功图测量的命令，开启示功仪自适应调整的命令等，所述数据例如是功图数据，位移数据，载荷数据，周期长度信息等。
[0059]加速度传感器连续采集抽油杆的加速度信号，其数据输出为模拟量连续值。载荷传感器连续采集抽油杆的载荷信号，其数据输出也为模拟量连续值。ADC将加速度和载荷模拟量连续数据转化为数字量离散数据(在实现上例如是，ADC按照采样频率/采样速率/采集频率，对加速度和载荷模拟量连续数据进行脉冲采样，从而将模拟量连续数据转化为模拟量离散数据，进而通过数字量化，获得数字量离散数据)，也就是将加速度和载荷模拟量连续数据转化为了数字量离散信号序列。ADC将数字量离散信号序列传递给CPU。
[0060]CPU得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤(其中，所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号，例如是指N个载荷数字离散信号和N个加速度数字离散信号，其中600=〈N〈=1000 ;控制模块计算功图数据所基于的数字离散信号点数一般是事先设定的一个固定值，在不影响精度的条件下，数量应尽量少):
[0061]S1、计算载荷的周期Tl ;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 ；
[0062]其中，计算载荷的周期Tl可以是包括:统计载荷离散数字信号中极值点的分布，若极值点的分布是均匀的，则载荷离散数字信号有周期性，通过载荷离散数字信号中极值点间的间隔获得Tl;若极值点的分布不是均匀的，则不能根据载荷数字离散信号获得载荷的周期。所述的极值可以是极大值也可以是极小值。
[0063]计算载荷的周期Tl还可以采用重复值分布统计方法，例如:统计载荷离散数字信号中某一值的分布，若该某一值的分布是均匀的，则载荷离散数字信号有周期性，通过查找载荷离散数字信号中该某一值连续两次出现的间隔获得Tl;否则不能根据载荷数字离散信号获得载荷的周期。
[0064]S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2 ;如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3 ；
[0065]其中，计算加速度的周期T2的方法可以采用与计算Tl的方法类似或相同的方法。
[0066]S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行SlO ；
[0067]其中，采样时间过短，例如是所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号尚不足一个周期，这一般是由于采样频率过高导致的，例如过高的采样频率在不足一个周期的时间内，会导致载荷数字离散信号和加速度数字离散信号个数分别大于N个。
[0068]S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤S5 ；
[0069]S5、控制模数转换器降低一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si ；
[0070]S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9;
[0071]其中，所述过多周期例如是指大于4个周期或大于6个周期；
[0072]S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9 ;否则执行步骤S8 ；
[0073]S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤SI ；
[0074]S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据；控制模块将位移数据传递给无线通信模块或根据位移数据和载荷数字离散信号输出示功图数据，然后执行步骤Sll ；
[0075]其中，所述控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，可以包括:控制模块根据Tl或T2，抽出M个完整周期的加速度数字离散信号，然后对不同周期里的同相位信号进行算术平均，从而将M个完整周期的加速度数字离散信号变换为一个完整周期的加速度数字离散信号；其中2=〈M〈=6。例如，f(tl)、f(tl+Tl)、f(tl+2Tl)、f (tl+3Tl)为4个周期里的同相位信号，取其算术平均为(f (tl) +f (tl+Tl) +f (tl+2Tl) +f (t1+3T1) )/4，从而将 f (tl) ,f (tl+Tl)、f(tl+2Tl)、f(tl+3Tl)变换为(f(tl)+f (tl+Tl)+f(tl+2Tl)+f(tl+3Tl)) /4。
[0076]优选地，控制模块还对加速度数字离散信号进行滤波处理:对每一个加速度数字离散信号，对应取其前三个和后三个加速度数字离散信号和其自身进行平均，对于首尾附近的加速度数字离散信号如果取不到三个则按照能取到的最大个数进行平均。
[0077]事实上，对加速度数字离散信号的滤波处理，可以置于控制模块处理流程的任何步骤，例如CPU得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，即对加速度数字离散信号进行滤波处理；再例如控制模块加速度数字离散信号的滤波处理步骤放在计算出载荷周期之后进行，或放在计算出加速度周期之后进行，或在位移计算之前才进行等，本发明对此不做限制，本领域技术人员可以根据各种考虑来灵活安排滤波处理步骤的顺序。[0078]S10、控制无线通信模块发送告警信息，提示井况异常；
[0079]S11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程。
[0080]图3是根据本发明而优选的抽油机示功图测量或计算的自适应调整方法示例图，主要包括以下步骤:
[0081]a、加速度传感器获取抽油杆的加速度数据，载荷传感器获取抽油杆的载荷数据。其中，加速度传感器获取的抽油杆的加速度数据，与载荷传感器获取的抽油杆的载荷数据，在时间上同步，即示功图上的某点的横坐标“位置”与纵坐标“载荷”是指某一时间抽油杆的位置及其载荷。
[0082]b、模数转换器对加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据进行离散采样，进而将采样后的模拟量离散数据转换成数字离散信号后传递给控制模块。对应地，作为数字离散信号的同步，模数转换器传递给控制模块的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号是--对应的。
[0083]C、控制模块得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤:
[0084]S0、控制模块对载荷数字离散信号和加速度数字离散信号分别进行滑动窗滤波处理:对每一个加速度数字离散信号，将其前三个和后三个加速度数字离散信号和其自身进行算术平均后的值作为该数字离散信号的值；对于首尾附近的加速度数字离散信号如果取不到三个则按照能取到的最大个数进行平均。当然本领域技术人员容易理解，该步骤也可以仅对载荷数字离散信号进行滑动窗滤波，或仅对加速度数字离散信号进行滑动窗滤波。对数字离散信号进行滤波可以去掉信号噪声和毛刺。
[0085]S1、计算载荷的周期Tl ;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 (也就是说，如果获得了载荷的周期，就可以不再计算加速度的周期，这样在计算位移时优先地能使用信号质量高、周期性明显的载荷的周期Tl。事实上，在油井正常工作状态下，载荷的周期性和加速度的周期性是一致的，可以使用载荷的周期作为加速度的周期。定义抽油杆的一周期为:抽油机从最下端点运动至最上端点，然后再回到最下端点的过程。载荷传感器的变化规律，和抽油杆的运动规律基本相符。)。
[0086]S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2 (当抽油井出现异常如卡泵等情况下，加速度周期和载荷的周期就不再一致了，为了在载荷周期性无法获知的情况下，还能计算位移数据，在此进行加速度周期的计算)；如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3。
[0087]S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行S10。
[0088]S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤S5。
[0089]S5、控制模数转换器降低一定的采样频率(降低采样频率即增大采样间隔)，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si。
[0090]S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9。[0091]S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9 ;否则执行步骤S8。
[0092]S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si。
[0093]S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据(计算位移例如是通过对加速数据进行积分，通过两次积分获得相应的位移值)，并根据位移数据和载荷数字离散信号输出示功图数据，然后执行步骤S11。
[0094]S10、控制模块输出告警信息，提示井况异常。
[0095]S11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程。
[0096]以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中可对本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的【具体实施方式】只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线示功仪，其特征在于，包括: 依次电路连接的信号采集传感器、模数转换器、控制模块和无线通信模块，其中信号采集传感器包括加速度传感器和载荷传感器； 加速度传感器用于获取抽油杆的加速度数据； 载荷传感器用于获取抽油杆的载荷数据； 模数转换器对加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据进行离散采样，进而将采样后的模拟量离散数据转换成数字离散信号后传递给控制模块； 控制模块得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤: S1、计算载荷的周期Tl;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 ； S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2;如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3 ； S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行SlO； S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤S5 ； S5、控制模数转换器降低一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤SI ； S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9 ； S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9;否则执行步骤S8 ； S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤SI; S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，并将位移数据传递给无线通信模块，然后执行步骤Sll ； S10、控制无线通信模块发送告警信息，提示井况异常； S11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程； 无线通信模块用于无线示功仪与外部设备进行命令、数据的交换。
2.如权利要求1所述的无线示功仪，其特征在于:所述载荷传感器为压力传感器或者压强传感器。
3.如权利要求1所述的无线示功仪，其特征在于:加速度传感器获取的抽油杆的加速度数据，与载荷传感器获取的抽油杆的载荷数据，在时间上同步；模数转换器传递给控制模块的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号一一对应。
4.如权利要求1或3所述的无线示功仪，其特征在于:所述过多周期是指大于4个周期。
5.如权利要求1或3所述的无线示功仪，其特征在于:所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号，是指N个载荷数字离散信号和N个加速度数字离散信号，其中600=〈N〈=1000。
6.如权利要求S所述的无线示功仪，其特征在于:控制模块还对加速度数字离散信号进行滤波处理:对每一个加速度数字离散信号，对应取其前三个和后三个加速度数字离散信号和其自身进行平均，对于首尾附近的加速度数字离散信号如果取不到三个则按照能取到的最大个数进行平均。
7.如权利要求1所述的无线无线示功仪，其特征在于:所述控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，包括:控制模块根据Tl或T2，计算出M个完整周期的加速度数字离散信号，然后对不同周期的同相位信号进行算术平均，从而将M个完整周期的加速度数字离散信号变换为一个完整周期的加速度数字离散信号；其中2=〈M〈=6。
8.如权利要求1所述的无线示功仪，其特征在于，还包括: 存储部件，用于存储数字离散信号。
9.如权利要求1所述的无线示功仪，其特征在于，计算载荷的周期Tl包括:统计载荷离散数字信号中极值点的分布，若极值点的分布是均匀的，则载荷离散数字信号有周期性，通过载荷离散数字信号中极值点间的间隔获得Tl;若极值点的分布不是均匀的，则不能根据载荷数字离散信号获得载荷的周期。
10.一种自适应调整方法，其特征在于，包括以下步骤: a、加速度传感器获取抽油 杆的加速度数据，载荷传感器获取抽油杆的载荷数据； b、模数转换器对加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据进行离散采样，进而将采样后的模拟量离散数据转换成数字离散信号后传递给控制模块； C、控制模块得到一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后，执行以下采样频率评估和自适应调整步骤: S1、计算载荷的周期Tl;如果根据载荷数字离散信号获得了载荷的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S2 ； S2、根据加速度数字离散信号计算加速度的周期T2;如果根据加速度数字离散信号获得了加速度的周期，则执行步骤S6，否则执行步骤S3 ； S3、判断是否是采样时间过短，如果是，则执行步骤S4，否则执行SlO； S4、判断当前的采样频率是否小于预设的最小采样频率，若是，则执行步骤S10，否则执行步骤SS ； SS、控制模数转换器降低一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤SI ； S6、根据Tl或T2，如果所述一定数量的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号是过多周期的载荷数字离散信号及加速度数字离散信号，从而造成了数据冗余，则执行步骤S7，否则执行步骤S9 ； S7、判断当前的采样频率是否大于预设的最大采样频率，若是则执行步骤S9;否则执行步骤S8 ； S8、控制模块控制模数转换器增加一定的采样频率，并重新采样加速度传感器及载荷传感器获取的模拟量连续数据，从而重新获得所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号后返回步骤Si ； S9、控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，并根据位移数据和载荷数字离散信号输出示功图数据，然后执行步骤Sll ； s10、控制模块输出告警信息，提示井况异常； s11、控制模数转换器保持当前采样频率，结束采样频率评估和自适应调整过程。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于:所述载荷传感器为压力传感器或者压强传感器。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于:加速度传感器获取的抽油杆的加速度数据，与载荷传感器获取的抽油杆的载荷数据，在时间上同步；模数转换器传递给控制模块的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号一一对应。
13.如权利要求10或12所述的方法，其特征在于:所述过多周期是指大于4个周期。
14.如权利要求10或12所述的方法，其特征在于:所述一定数量的载荷数字离散信号和加速度数字离散信号，是指N个载荷数字离散信号和N个加速度数字离散信号，其中600=〈N〈=1000。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于:控制模块还对加速度数字离散信号进行滤波处理:对每一个加速度数字离散信号，对应取其前三个和后三个加速度数字离散信号和其自身进行平均，对于首尾附近的加速度数字离散信号如果取不到三个则按照能取到的最大个数进行平均。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于:所述控制模块通过加速度数字离散信号，以及Tl或T2计算位移数据，包括:控制模块根据Tl或T2，计算出M个完整周期的加速度数字离散信号，然后对不同周期的同相位信号进行算术平均，从而将M个完整周期的加速度数字离散信号变换为一个完整周期的加速度数字离散信号；其中2=〈M〈=6。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，计算载荷的周期Tl包括:统计载荷离散数字信号中极值点的分布，若极值点的分布是均匀的，则载荷离散数字信号有周期性，通过载荷离散数字信号中极值点间的间隔获得Tl ;若极值点的分布不是均匀的，则不能根据载荷数字离散信号获得载荷的周期。
【文档编号】E21B47/12GK103790571SQ201410043476
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】程科, 施剑锋, 陈国华 申请人:浙江网新技术有限公司