一种抽油井诊断仪的制作方法

本实用新型涉及油田低压测试领域,特别是涉及一种抽油井诊断仪，针对油田油井功图、液面、井底压力测试及远程在线监测传输。

背景技术：

在油田生产测试过程中，功图、液面测试是油田日常生产管理的重要组成部分，它是油田了解抽油机井机、泵、杆工作状况的主要手段，通过及时准确测试、分析、诊断功图、液面，就能及时掌握抽油机油井泵在井下工作状况及出油情况。同时对有故障抽油机井做到及时修复，保证油田生产的顺利进行等。目前在油田使用的功图、液面测试仪器种类也不少，但多数测试仪器设备局限于当时的电子测控、通信、传感器等技术水平开发而成，如今看来这些仪器设备存在设备老化、成本高、测试速度慢、效率低下、测试方式单一烦琐、功能低下、体积大、重量轻、操作不便利、现场难以诊断分析等诸多缺点，很难与油田现今智能多途径精细化管理和高效、快速、安全发展相适应，具体存在的主要问题有：

1、目前国内油田功图、液面测试主要采用功图液面测试仪，利用人工巡回测试方式，在油田低压测试领域使用的该同类仪器种类繁多，形形色色，但是它们共同特点是：测试的数据都只能存在仪器里，回到数据中心资料室把测试的数据上传到计算机内，再利用专用诊断软件对测试数据进行诊断分析，现场数据不能通过仪器完成远程传输。也不能完成现场数据的自动诊断分析。

2、目前国内以长庆油田为代表的数字化油田，功图测试主要采用的是采用远程监测方式，在每口抽油井的悬绳器上都安装有长期工作的远程监测功图传感器，把测试的数据利用433MHZ通讯模块先传输到井场RTU，然后井场RTU借助无线网桥（或通信基站）通讯到监测中心，但现场却无法观测数据及通过数据进行诊断分析。在液面监测方面，在一些重点井上主要是靠安装动态液面自动监测仪来完成定时监测，可以远程连续在线监测传输油井液面及油井压力恢复状况，但现场也无法诊断分析液面及油井压力恢复情况结果，给现场分析诊断带来困难。由于动态液面自动监测仪成本昂过，目前国内多数油井动液面测试还是以人工测试为主。

技术实现要素：

针对上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种抽油井诊断仪，是一种使用方便的多功能仪器。

采用的技术方案是：

一种抽油井诊断仪，包括主机。

其技术要点在于：

主机的套压插座通过第二电缆与压力传感器进行信号连接。

主机的液面插座通过第一电缆与井口发声器进行信号连接。

主机内的第一无线433通讯模块与无线功图传感器或远程监测功图传感器进行无线信号连接。

主机的插座通过第三电缆与液面自动监测仪或井场RTU进行连接，液面自动监测仪通过第二无线433通讯模块与井场RTU进行无线连接。

主机的插座也可通过第三电缆与计算机连接。

主机包括CPU、存储器和通讯转换模块。

通讯转换模块连接插座。套压插座、液面插座通过放大电路和A/D转换器连接CPU。

第一无线433通讯模块连接CPU。GPRS模块连接CPU。

主机外形结构形式是专门按照适合于人手拇指操作和现场方便连接、测试方式专门设计模具加工制造而成。

其优点在于：

1、本实用新型既可实现功图、液面、套管压力传统人工测试方式，还可与数字化油田的远程监测功图传感器通过主机内第一无线433通讯模块实现功图对接测试。现场测试的功图、液面、套压数据既可完成通过主机进行存储，回到监控中心进行数据上传、回放、诊断。也可以把现场测试的功图、液面数据通过井场RTU借助无线网桥（或通信基站）或GPRS模块传输到远端监控中心。

2、本实用新型主机现场可通过USB/RS232接口直接与液面自动监测仪进行连接，读取液面自动监测仪所设定一段时期内的所有套管压力值、液面数据及所有液面监测结果得到对应实时油井井底压力值，并可在主机内进行数据存储，可以回到监控中心进行数据上传、回放或现场通过井场RTU借助无线网桥（或通信基站）或GPRS模块把数据传输到远端监控中心。

3、本实用新型主机也可通过USB/RS232接口直接与井场RTU进行连接，直接读取井场RTU采集的功图、液面、套管压力数据，并可在主机内进行数据存储，可以回到监控中心进行数据上传、回放或现场通过GPRS 模块把数据传输到远端监控中心。

4、本实用新型采用当今先进的PDA设计技术，主板采用高速高强运算能力的CPU、大存储量的RAM及ROM进行设计，主板具有很强的运算控制能力，现场即可做到对主机内存储的功图、液面数据给油井做出诊断分析结果，同时也可通过液面自动监测仪所设定一段时期内的所有液面数据，输入每口井所需要的参数，通过主机可自动计算实际的井底压力值，绘制出井底压力恢复曲线。所有数据及诊断分析结果可以通过井场RTU借助无线网桥（或通信基站）或GPRS 传输到远端监控中心。

5、本实用新型主机主板全部采用贴片芯片及元器件，集成度较高，大大减少了分立元器件的数量，不但提高了工作的效率及可靠性，而且减少了主机的体积和重量，主机外形尺寸190mm×90mm×30mm，重量只有350g，是目前国内测井仪系列中体积最小、重量最轻的产品,可以直接揣在衣兜内，给测试和携带带来很大方便。

功图、液面即可现场测试又可实现远程监测，既可现场对功图、液面测试数据进行诊断分析，根据液面数据结果进行井底压力计算，也可以把功图、液面及油井井底压力值等数据、诊断结果远程传输到监测中心。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是主机内的结构示意图。

主板1、液晶显示屏2、通讯转换模块3、插座4（USB）、套压插座5（3.5mmSMT音频绿色插座）、液面插座6（3.5mmSMT 音频黑色插座）、计算机7（上位机）、液面自动监测仪8、井场RTU9、压力传感器10、井口发声器11、无线功图传感器12、远程监测功图传感器13、第一无线433通讯模块14、GPRS模块15、薄膜键盘16、主机17、第三电缆18（带屏蔽）、第二电缆19（带屏蔽）、第一电缆20、存储器21、电源模块22 、CPU23、液晶接口24、键盘接口25、GPRS接口26、无线模块接口27、A/D转换器28、放大电路29和第二无线433通讯模块30。

具体实施方式

一种抽油井诊断仪，包括主机17，主机17包括CPU23和存储器21。

CPU23和存储器21通过总线连接。

CPU23和通讯转换模块3通过双向数据线连接。

通讯转换模块3的输入输出端和插座4连接。

套压插座5与放大电路29的第一输入端连接，液面插座6与放大电路29的第二输入端连接。

放大电路29通过A/D转换器28连接CPU23的数据输入端。

CPU23的无线数据端口通过无线模块接口27连接第一无线433通讯模块14。

CPU23的GPRS端口通过GPRS接口26连接GPRS模块15。

电源模块22给CPU23和存储器21供电。

薄膜键盘16通过键盘接口25连接CPU23。

液晶显示器2通过液晶接口24连接CPU23。

套压插座5通过第二电缆19与压力传感器10进行信号连接。

液面插座6通过第一电缆20与井口发声器11进行信号连接，

插座4通过第三电缆18与计算机7(上位机)进行连接，完成主机17内的数据上传到计算机7。

或者插座4通过第三电缆18与液面自动监测仪8进行连接。

或者插座4通过第三电缆18与井场RTU9进行连接。

还有无线功图传感器12和远程监测功图传感器13。

主机17内的第一无线433通讯模块14与无线功图传感器12或远程监测功

图传感器13进行无线信号连接，配置灵活。

所述的通讯转换模块3为USB/RS232通讯转换模块。

液面自动监测仪8通过第二无线433通讯模块30与井场RTU9进行无线连接。

所述的CPU23型号为：ARMSTM32F407。

利用主机17读取液面自动监测仪8 或井场RTU9内的测试数据并保存，主机17、液面自动监测仪8和井场RTU9的接口方式根据油田现场实际应用而定，如果是USB接口方式，选择USB 4芯电缆，如果是串口方式，则选择3芯RS232连接电缆。

第三电缆18为数据传输电缆，根据情况选择USB/RS232连接电缆。

第二电缆19为4芯连接电缆。

第一电缆20为2芯连接电缆。

插座4、套压插座5和液面插座6设置在主机17的外壳上侧面。

液晶显示屏2在主机17的外壳上，主机17的外壳右侧安装有薄膜键盘16。

主机17右上区域安装有第一无线433通讯模块14，还有远程通讯传输的GPRS模块15。

CPU23、存储器21、通讯转换模块3、放大电路29、A/D转换器28、无线模块接口27 、GPRS接口26、键盘接口25和液晶接口24设置在主板1上。插座4、套压插座5和液面插座6设置在主板1的边缘，主板1设置在主机17的外壳内。

工作时：

通过主机17上的液晶显示屏2菜单显示进行功能选择操作。

当选择功图、液面传统测试方式时，首先主机17通过第一无线433通讯模块14向无线功图传感器12或远程监测功图传感器13（此时关闭井场RTU9）发送测试指令，无线通讯可靠距离可达300米。无线功图传感器12或远程监测功图传感器13接收到测试指令后开始进行测试，测试完成后把测试的功图数据回传给主机17进行数据计算、存储，完成功图测试。

液面测试时，首先主机17通过液面插座6与井口发声器11通过第一电缆20进行连接，然后井口发声器11通过气体爆破产生声波，由内部微音器把声波信号转变成电信号，通过第一电缆20传输到主机17内进行数据计算、绘制液面曲线、存储。

套压测试时，首先主机17上的套压插座5与压力传感器10通过第二电缆19进行连接，压力传感器10采集的套压数据通过第二电缆19传输给主机17进行数据处理、存储。

存放在主机17内的功图、液面、套压等测试数据通过插座4，利用第三电缆18可以上传给计算机。

对于一些安装有液面自动监测仪8的油井时，可以选择液面数据直接读取方式进行数据读取。首先主机17通过第三电缆18与液面自动监测仪8进行连接，通过主机17给液面自动监测仪8发送读取数据指令，读取液面自动监测仪8所设定一段时期内的所有套管压力值、液面数据及所有液面监测结果得出对应实时油井井底压力值的数据读取，并可在主机17内进行数据存储，功图可选择上述传统方式测试。所有存储在主机17内数据既可以回到监控中心进行数据上传、回放，也可以现场通过主机17、井场RTU9借助无线网桥（或通信基站）或GPRS模块15 把数据传输到远端监控中心。

主机17也可通过插座4直接与井场RTU9进行连接，由主机17给井场RTU9发出控制指令，直接读取通过井场RTU9采集的功图、液面、套管压力等数据，并在主机17内进行数据存储，既可以回到监控中心进行数据上传、回放或现场通过GPRS模块15 把数据传输到远端监控中心。

本实用新型主机17具有很强的运算处理能力，同时主机17内嵌入有分析诊断软件，现场即可做到对主机17内存储的功图、液面数据给油井做出诊断分析结果。同时也可通过液面自动监测仪8所设定一段时期内的所有液面数据，通过输入每口井所需必要参数，通过主机17既可得到实际的井底压力值，绘制出井底压力恢复曲线。所有数据及诊断分析结果可以通过井场RTU9借助无线网桥（或通信基站）或GPRS模块15 传输到远端监控中心。

液面自动监测仪8也可以与井场RTU9进行无线连接，井场RTU9通过实时

读取的液面自动监测仪8测试的动液面数据借助无线网桥（或通信基站）直接远程传输到远端的监控中心。