專利名稱：抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
專利說明抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 本發(fā)明涉及一種抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，屬于油田抽油機(jī)監(jiān)控和智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。國內(nèi)外油田正在使用的抽油機(jī)多達(dá)幾十種，采油系統(tǒng)中的各油田之間或同一油田的各抽油機(jī)之間，工作都是獨立進(jìn)行完成的。目前每臺抽油機(jī)的各種不同工況，如運行、停止、制動、沖程、沖次、過載等，尚無法集中監(jiān)控，信息的采集靠巡檢；狀態(tài)和運行參數(shù)的改變靠大型設(shè)備例如吊車協(xié)同作業(yè)。塔架式抽油機(jī)也是如此。因此，需要大量的人力和設(shè)備。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，也相應(yīng)的出現(xiàn)了一些監(jiān)控系統(tǒng)或微機(jī)控制系統(tǒng)，但它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子線路干擾嚴(yán)重，事故多，影響了抽油機(jī)正常工作；同時，各個抽油機(jī)單獨工作，操作人員多，管理層次多，工作效率低。盡管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已普及到日常生活，但由于種種原因尚未在抽油機(jī)上獲得應(yīng)用。本發(fā)明的目的是為由電動機(jī)驅(qū)動的抽油機(jī)提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作可靠，在采油系統(tǒng)內(nèi)能有效地對抽油機(jī)進(jìn)行智能化管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以期達(dá)到減少油田操作、巡檢人員，減少監(jiān)控管理層，有效的集中監(jiān)控抽油機(jī)工作，提高油田工作效率。
為實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由帶電動機(jī)的抽油機(jī)和智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所說的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由微機(jī)測控系統(tǒng)、抽油機(jī)底層網(wǎng)和單機(jī)智能裝置組成，單機(jī)智能裝置和抽油機(jī)底層網(wǎng)間通過收發(fā)天線聯(lián)系；微機(jī)測控系統(tǒng)和抽油機(jī)底層網(wǎng)之間通過通訊總線連接。上述微機(jī)測控系統(tǒng)是由微機(jī)、操作盤和上層互聯(lián)網(wǎng)組成；抽油機(jī)底層網(wǎng)是由IBM服務(wù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和收發(fā)天線組成；其單機(jī)智能裝置是由電動機(jī)調(diào)速器、位置傳感器、電流傳感器、單片微機(jī)、光電耦合器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和收發(fā)天線組成。
本發(fā)明所提供的抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在工作中各單機(jī)智能裝置分別將位置傳感器和電流傳感器測得的各抽油機(jī)的工作狀態(tài)、載荷情況，通過收發(fā)天線定時送出；另一方面又通過收發(fā)天線接收由抽油機(jī)底層網(wǎng)傳送來的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的指令，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號，通過電動機(jī)調(diào)速器控制電動機(jī)工作。抽油機(jī)底層網(wǎng)的收發(fā)天線，一方面完成接收單機(jī)智能裝置送來的各抽油機(jī)工作狀態(tài)信號并經(jīng)IBM服務(wù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將處理后的信號，通過通訊總線送至微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；另一方面將從通訊總線送來的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的指令，經(jīng)IBM服務(wù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及收發(fā)天線發(fā)送給單機(jī)智能裝置，保證抽油機(jī)按微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的指令工作。在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，通過通訊總線接收或發(fā)出指令給抽油機(jī)底層網(wǎng)；上層互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)設(shè)有專用數(shù)據(jù)庫和分析軟件，另外還編寫了再查訊和再確認(rèn)軟件，通過通訊總線接收的信號，進(jìn)入上層互聯(lián)網(wǎng)。上層互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)庫內(nèi)對應(yīng)的抽油機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)及接收到的信號，調(diào)出相應(yīng)軟件，同時經(jīng)操作盤進(jìn)入微機(jī)，在微機(jī)內(nèi)對比分析，并存儲和顯示，同時微機(jī)經(jīng)對比分析后，經(jīng)操作盤、上層互聯(lián)網(wǎng)下達(dá)的指令，由通訊總線送至抽油機(jī)底層網(wǎng)及單機(jī)智能裝置，通過電動機(jī)調(diào)速器，控制電動機(jī)工作；微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對傳輸來的抽油機(jī)工作狀態(tài)有懷疑時，則在上層互聯(lián)網(wǎng)上的再查訊和再確認(rèn)軟件，進(jìn)行查訊確認(rèn)，對抽油機(jī)不正常的工作狀態(tài)，則不予執(zhí)行并報警處理。
本發(fā)明在實現(xiàn)抽油機(jī)智能化基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了抽油機(jī)管理的網(wǎng)絡(luò)化。智能化使抽油機(jī)可以隨載荷變化自動調(diào)整運行參數(shù)，無須操作人員干預(yù)，從而使抽油機(jī)按最佳參數(shù)運行，大大減少了運行故障，降低了運用成本，減少了操作、巡檢人員，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時本發(fā)明的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以根據(jù)需要作為全國采油系統(tǒng)網(wǎng)的監(jiān)控，這時各大油田作為底層網(wǎng)配置，各抽油機(jī)的工作則可以實現(xiàn)全國監(jiān)控，其推廣應(yīng)用前景廣闊，實用效果意義重大。網(wǎng)絡(luò)化智能抽油機(jī)可以實現(xiàn)抽油機(jī)的智能化、實現(xiàn)抽油機(jī)管理的網(wǎng)絡(luò)化、實現(xiàn)抽油機(jī)運行和調(diào)參的實時性、以及維護(hù)的針對性。

圖1為本發(fā)明抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明抽油機(jī)單機(jī)智能裝置原理示意圖。
附圖中1.微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；2.抽油機(jī)底層網(wǎng)；3.單機(jī)智能裝置；4.收發(fā)天線；5.微機(jī)；6.操作盤；7.上層互聯(lián)網(wǎng)；8.IBM服務(wù)器；9.數(shù)模轉(zhuǎn)換器；10.抽油機(jī)電動機(jī)；11.位置傳感器；12.電流傳感器；13.電動機(jī)調(diào)速器；14.單片微機(jī)；15.光電耦合器；16.數(shù)模轉(zhuǎn)換器。本實施例如圖1、2所示，抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由帶電動機(jī)的抽油機(jī)和智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由微機(jī)測控系統(tǒng)1、多個抽油機(jī)底層網(wǎng)2和多個單機(jī)智能裝置3組成。它們的工作都是雙向的，微機(jī)測控系統(tǒng)1通過抽油機(jī)底層網(wǎng)2接收單機(jī)智能裝置3傳送來的抽油機(jī)工作狀態(tài)信號，從站(計量間)到各臺抽油機(jī)方向(簡稱下行通迅)的信息流是指令，包括狀態(tài)和參數(shù)，例如運行或停機(jī)、沖程、沖次、載荷上限等。從每臺抽油機(jī)到站(計量間)方向(簡稱上行通訊)的信息流是抽油機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)和實際運行參數(shù)，通過抽油機(jī)底層網(wǎng)2對單機(jī)智能裝置3下述抽油機(jī)工作指令；抽油機(jī)底層網(wǎng)2可以接收№1～№n個單機(jī)智能裝置3傳送來的抽油機(jī)工作狀態(tài)信號，又將微機(jī)測控系統(tǒng)1下達(dá)抽油機(jī)工作指令，發(fā)送給單機(jī)智能裝置3；單機(jī)智能裝置3把檢測的抽油機(jī)工作狀態(tài)信號，發(fā)送給抽油機(jī)底層網(wǎng)2，又接收抽油機(jī)底層網(wǎng)2轉(zhuǎn)送來的微機(jī)測控系統(tǒng)1下達(dá)抽油機(jī)工作指令，執(zhí)行對抽油機(jī)工作監(jiān)控。在單機(jī)智能裝置3和抽油機(jī)底層網(wǎng)2間通過收發(fā)天線4聯(lián)系，在微機(jī)測控系統(tǒng)1和抽油機(jī)底層網(wǎng)2之間通過通訊總線連接。
本系統(tǒng)的微機(jī)測控系統(tǒng)1是由微機(jī)5、操作盤6和上層互聯(lián)網(wǎng)7組成。上層互聯(lián)網(wǎng)7采用通用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用專用數(shù)據(jù)庫。為適應(yīng)油田抽油機(jī)控制的需要，專門編寫了再查訊和再確認(rèn)軟件，例如在需要大面積地命令抽油機(jī)停機(jī)，則必須再確認(rèn)、再查訊后才獲準(zhǔn)執(zhí)行。在微機(jī)5和操作盤6則進(jìn)行對比、分折，發(fā)出指令并予以記錄顯示。
抽油機(jī)底層網(wǎng)2是由IBM服務(wù)器8、數(shù)模轉(zhuǎn)換器9、光電耦合器15和收發(fā)天線4組成。IBM服務(wù)器8使用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，使底層網(wǎng)總體成本低，易于維護(hù)；光電耦合器15用于防止雷電襲擊。工作時服務(wù)器8先主動發(fā)送，發(fā)出的指令第一部分是地址字節(jié)，各抽油機(jī)的單機(jī)智能裝置3解碼后，若符合自身地址，則繼續(xù)接收指令信息，然后再發(fā)出抽油機(jī)狀態(tài)和參數(shù)信號，否則延時一段時間后，各抽油機(jī)的單機(jī)智能裝置3恢復(fù)到接收前的初始狀態(tài)。IBM服務(wù)器8每隔一固定時間間隔，均自動執(zhí)行一次巡回通訊任務(wù)。為確保抽油機(jī)底層網(wǎng)2的工作安全可靠，其軟件采用了較復(fù)雜的地址譯碼技術(shù)和指令編碼技術(shù)。
單機(jī)智能裝置3是由抽油機(jī)電動機(jī)10、電機(jī)調(diào)速器13、位置傳感器11、電流傳感器12、單片微機(jī)14、光電耦合器15、數(shù)模轉(zhuǎn)換器16和收發(fā)天線4組成。抽油機(jī)的工作取決了抽油機(jī)電動機(jī)10的工作狀態(tài)，抽油機(jī)電動機(jī)10受電機(jī)調(diào)速器13控制，電機(jī)調(diào)速器13接受來自微機(jī)測控系統(tǒng)1和抽油機(jī)底層網(wǎng)2的指令工作；抽油機(jī)電動機(jī)10的工作狀態(tài)，由電機(jī)調(diào)速器13、電流傳感器12，經(jīng)單片微機(jī)14、光電耦合器15、數(shù)模轉(zhuǎn)換器16和收發(fā)天線4送出；而抽油機(jī)工作經(jīng)位置傳感器11、單片微機(jī)14、光電耦合器15、數(shù)模轉(zhuǎn)換器16和收發(fā)天線4送出。單機(jī)智能化載荷是一項非常重要的運行參數(shù)，它綜合地反映了該抽油機(jī)目前所處的狀態(tài)。抽油操作工的規(guī)范做法是當(dāng)載荷過高時，要調(diào)低沖次，反之亦反之。這項做法納入到抽油機(jī)單機(jī)智能化的軟件中。這樣，就保證了抽油機(jī)一直自動調(diào)整到最佳的工作狀態(tài)。單機(jī)智能化的另一項功能是自動停機(jī)，延時后再自行啟動的功能。比如動液面過低超載，抽油機(jī)會暫停一段時間，然后恢復(fù)工作。
本系統(tǒng)可以實現(xiàn)抽油機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理，監(jiān)控準(zhǔn)實時性，兩次監(jiān)控之間的時間間隔可以選用15分鐘左右，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，它的使用可以減少工作人員，提高工作效率和效益。
權(quán)利要求
1.一種抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由抽油機(jī)和智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所說的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由微機(jī)測控系統(tǒng)[1]、抽油機(jī)底層網(wǎng)[2]和單機(jī)智能裝置[3]組成，在單機(jī)智能裝置[3]和抽油機(jī)底層網(wǎng)[2]間通過收發(fā)天線[4]聯(lián)系，在微機(jī)測控系統(tǒng)[1]和抽油機(jī)底層網(wǎng)[2]之間通過通訊總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所說的微機(jī)測控系統(tǒng)[1]是由微機(jī)[5]、操作盤[6]和上層互聯(lián)網(wǎng)[7]組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所說的抽油機(jī)底層網(wǎng)[2]是由IBM服務(wù)器[8]、光電耦合器[15]、數(shù)模轉(zhuǎn)換器[9]和收發(fā)天線[4]組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所說的單機(jī)智能裝置[3]是由電動機(jī)[10]、電動機(jī)調(diào)速器[13]、位置傳感器[11]、電流傳感器[12]、單片微機(jī)[14]、光電耦合器[15]、數(shù)模轉(zhuǎn)換器[16]和收發(fā)天線[4]組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所說的單機(jī)智能裝置[3]是由電動機(jī)[10]、電動機(jī)調(diào)速器[13]、位置傳感器[11]、電流傳感器[12]、單片微機(jī)[14]、光電耦合器[15]、數(shù)模轉(zhuǎn)換器[16]和收發(fā)天線[4]組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抽油機(jī)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，屬于油田抽油機(jī)監(jiān)控和智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。它由帶電動機(jī)的抽油機(jī)和智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成；所述的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由微機(jī)測控系統(tǒng)、抽油機(jī)底層網(wǎng)和單機(jī)智能裝置組成；在單機(jī)智能裝置和抽油機(jī)底層網(wǎng)間通過收發(fā)天線聯(lián)系，在微機(jī)測控系統(tǒng)和抽油機(jī)底層網(wǎng)之間通過通訊總線連接。通過本系統(tǒng)可以使抽油機(jī)隨載荷變化自動調(diào)整運行參數(shù)，既無須操作人員干預(yù)，又能使抽油機(jī)按最佳參數(shù)運行，大大減少了運行故障，降低了運用成本，減少了操作、巡檢人員。同時本系統(tǒng)可以根據(jù)需要對全國采油系統(tǒng)網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)抽油機(jī)管理的網(wǎng)絡(luò)化有利于實現(xiàn)抽油機(jī)運行和調(diào)參的實時性，以及維護(hù)的針對性。
文檔編號F04B49/00GK1626800SQ200310118509
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者王殿學(xué) 申請人:大連隆正光飾機(jī)制造有限公司