專利名稱：油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油田智能監(jiān)測設(shè)備，具體是一種應(yīng)用于油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān) 測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
油田大多位于遠(yuǎn)離市區(qū)的沙漠和盆地中，分散于方圓幾百公里，由多個(gè)單井、計(jì) 轉(zhuǎn)站組成了生產(chǎn)作業(yè)區(qū)。特殊的地理環(huán)境和老油田依靠人工巡井生產(chǎn)管理模式?jīng)Q定了 采油現(xiàn)場發(fā)生的意外故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與排除，直接影響著生產(chǎn)產(chǎn)量。特別是近年來 屢屢發(fā)生的偷竊電力設(shè)施、單井罐原油及轉(zhuǎn)運(yùn)車輛倒賣原油事件，造成了油田國有資 產(chǎn)的大量流失。
基于目前油田生產(chǎn)上面臨的諸多問題，必須有一種具有多種測控功能，適合中、 低產(chǎn)老油區(qū)塊使用的監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程異地掌握油田電力設(shè)施運(yùn)行狀 態(tài)、儲(chǔ)油罐液位變化和抽油機(jī)載荷等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。對即時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)隱患降低損失，統(tǒng)計(jì) 單井產(chǎn)量，減少能耗，打擊盜竊犯罪，提高生產(chǎn)管理效率具有立竿見影的作用。目前 0DRS (油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng))可以完成適應(yīng)上述要求。而0DRS中，由于 油井或其它單元所在位置的自然環(huán)境比較偽劣，就需要一種非?？煽康脑O(shè)備來完成各 個(gè)油井或其它獨(dú)立單元之間的信息的交互。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決存在的上述問題，本實(shí)用新型提出了一種應(yīng)用于油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程 監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程檢測儀，具體技術(shù)方案如下
一種油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，包括電源、MCU、電源采樣模塊、串行接口 電路和無線通信模塊；電源采樣模塊的輸入端連接三相電源，電源采樣模塊的輸出端 連接MCU的輸入端；串行接口電路和無線通信模塊連接MCU的通用輸入輸出端口；MCU 上還設(shè)有傳感器信號(hào)采集端口；電源經(jīng)穩(wěn)壓電路，連接MCU的電源輸入端口；穩(wěn)壓電 路的輸出還連接升壓模塊，升壓模塊的輸出為傳感器提供電源。
所述串行接口電路包括RS232和RS485接口電路。所述無線通信模塊是短信通信
模塊。所述電源包括整流濾波電路、充電電路、可充電蓄電池，充電電路連接可充電 蓄電池，充電電路的輸入端連接整流濾波電路的輸出端，整流濾波電路的輸入端連接 三相電源。所述整流濾波電路有三組，每組對應(yīng)電源采樣模塊的一相；每組整流濾波 電路的橋式整流電路的高壓側(cè)通過二極管連接充電電路的可充電蓄電池"+"對應(yīng)的 接口；充電電路的可充電蓄電池"一"對應(yīng)的接口接地；所述二極管的陰極一側(cè)連接 充電電路的可充電蓄電池"+ "對應(yīng)的接口。所述橋式整流電路的低壓側(cè)通過分壓電 阻連接MCU的一相輸入端。所述MCU與穩(wěn)壓電路之間還設(shè)有二次穩(wěn)壓電路。
由于上述技術(shù)方案中，采用了三相隔離分壓檢測技術(shù)，不僅保證了全三相供電， 而且在可以單獨(dú)測量每一相的電壓值。測量某相時(shí)，電壓不會(huì)受到其它相位的干擾。
由于采用了短信通信模塊，可以使用本儀器，利用現(xiàn)有GPRS、 SMS、 Internet公 網(wǎng)與ISM射頻無線數(shù)傳多網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)實(shí)施通訊，組成現(xiàn)場監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。具有通信 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、安全可靠、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量高、安裝方便、維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用低廉等 特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖 圖2是三相隔離分壓檢測原理圖 圖3是具體實(shí)施例中，本實(shí)用新型的接線圖 圖4是具體實(shí)施例中，應(yīng)用本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型包括電源、MCU、電源采樣模塊、串行接口電路和無線通信模塊；電 源采樣模塊的輸入端連接三相電源，電源采樣模塊的輸出端連接MCU的輸入端；串行 接口電路和無線通信模塊連接MCU的通用輸入輸出端口； MCU上還設(shè)有傳感器信號(hào)采 集端口；電源經(jīng)穩(wěn)壓電路，連接MCU的電源輸入端口；穩(wěn)壓電路的輸出還連接升壓模 塊，升壓模塊的輸出為傳感器提供電源。
所述串行接口電路包括RS232和RS485接口電路。所述無線通信模塊是短信通信 模塊。所述電源包括整流濾波電路、充電電路、可充電蓄電池，充電電路連接可充電
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蓄電池，充電電路的輸入端連接整流濾波電路的輸出端，整流濾波電路的輸入端連接 三相電源。所述整流濾波電路有三組，每組對應(yīng)電源采樣模塊的一相；每組整流濾波 電路的橋式整流電路的高壓側(cè)通過二極管連接充電電路的可充電蓄電池"+"對應(yīng)的 接口；充電電路的可充電蓄電池"一"對應(yīng)的接口接地；所述二極管的陰極一側(cè)連接 充電電路的可充電蓄電池"+ "對應(yīng)的接口 。所述橋式整流電路的低壓側(cè)通過分壓電 阻連接MCU的一相輸入端。所述MCU與穩(wěn)壓電路之間還設(shè)有二次穩(wěn)壓電路。
參考圖1、 2，電壓采樣器采用二極管進(jìn)行相位隔離、電阻分壓取樣。充電電路 采用浮充技術(shù)，充電電壓控制在6.75~6.85V之間，蓄電池外接，方便更換。穩(wěn)壓芯 片使用開關(guān)型電源芯片LM2576，直流輸出DC5V。升壓模塊使用MC34063A電源芯 片，通過BUCK便換實(shí)現(xiàn)升壓，供傳感器使用。MCU選用了NXP公司的LPC2132， 為了達(dá)到CPU的電壓要求，還采用SP1117-3.3進(jìn)行了二次穩(wěn)壓。
AD通道的分配ADO:測量A相電壓、AD1:測量B相電壓、AD2:測量C相 電壓、AD6:測量溫度傳感器輸出電壓、AD7:測量壓力傳感器輸出電壓、
為了支持智能傳感器設(shè)計(jì)了 1路RS232接口、 1路RS485接口
在遠(yuǎn)程傳輸方式上監(jiān)測儀使用短信技術(shù)
在本設(shè)計(jì)中，選用了西門子生產(chǎn)的TC35i短信通信模塊
采用了三相隔離分壓檢測技術(shù)，不僅保證了全三相供電，而且在可以單獨(dú)測量每 一相的電壓值，該部分設(shè)計(jì)電路如圖2。測量某相時(shí)，電壓不會(huì)受到其它相位的干擾。 現(xiàn)取例說明一下首先假設(shè)A、 B、 C三相均有電，在運(yùn)行過程中，由于某種故障B 相產(chǎn)生缺相，但A、 C兩相仍然供電，此時(shí)由于二極管D02的存在，A、 C兩相繼續(xù) 對后級(jí)供電，但不能流入B相。當(dāng)經(jīng)過一定時(shí)間后t， C02上的電荷經(jīng)過R02、 R05 放電低于一定值時(shí)，MCU通過AD1檢測到該相電壓發(fā)生了變化，便產(chǎn)生了缺相報(bào)警 事件。同樣，對于A、 C兩相分析，也是相同的結(jié)果。
如圖3、 4，應(yīng)用本設(shè)備組成的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。 如圖3所示，油罐的各個(gè)傳感器與本裝置的連接。在電力設(shè)備、油井等的各個(gè)傳 感器與本裝置的連接與之原理相同。各個(gè)傳感器采集的信息通過RS485總線與本設(shè)
備連接，傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)本裝置處理后發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控裝置。
在油罐、電力設(shè)備、油井等安裝本裝置，把各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到 后臺(tái)監(jiān)控裝置。
傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)MCU處理后，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)送到指定設(shè)備，例 如報(bào)警信息管理中心、巡視員手機(jī)等。
當(dāng)盜竊分子行竊時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測儀利用短信將事件位置暴露在被監(jiān)測之中，在犯罪 分子還未察覺時(shí)，由附近聯(lián)防工作人員迅速出動(dòng)抓捕或堵截，可有效地提高破案率與 威懾力度，依靠國法的威嚴(yán)減少或杜絕盜竊事件的發(fā)生。它為油田電力設(shè)施與儲(chǔ)油罐
原油的安防、采油機(jī)工作動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測提供了高效、可靠、方便的途徑。見示意圖 本實(shí)用新型適合中、低產(chǎn)老油區(qū)塊使用的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。本裝 置能夠讓報(bào)警信息管理中心、巡視員等遠(yuǎn)程異地掌握油田電力設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)、儲(chǔ)油罐 液位變化和抽油機(jī)載荷等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。對即時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)隱患降低損失，統(tǒng)計(jì)單井產(chǎn)量， 減少能耗，打擊盜竊犯罪，提高生產(chǎn)管理效率具有立竿見影的作用。本實(shí)用新型采用
GPRS、 SMS、 Internet公網(wǎng)與ISM射頻無線數(shù)傳多網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)實(shí)施通訊，有效的解 決了油田局部區(qū)域GSM信號(hào)差或無信號(hào)的問題，具有通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、安全可靠、 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量高、安裝方便、維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用低廉等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1、一種油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是包括電源、MCU、電源采樣模塊、串行接口電路和無線通信模塊；電源采樣模塊的輸入端連接三相電源，電源采樣模塊的輸出端連接MCU的輸入端；串行接口電路和無線通信模塊連接MCU的通用輸入輸出端口；MCU上還設(shè)有傳感器信號(hào)采集端口；電源經(jīng)穩(wěn)壓電路連接MCU的電源輸入端口；穩(wěn)壓電路的輸出還連接升壓模塊，升壓模塊的輸出為傳感器提供電源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述串行接口電 路包括RS232和RS485接口電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述無線通信模 塊是短信通信模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述電源包括整 流濾波電路、充電電路、可充電蓄電池，充電電路連接可充電蓄電池，充電電路的輸 入端連接整流濾波電路的輸出端，整流濾波電路的輸入端連接三相電源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述整流濾波電 路有三組，每組對應(yīng)電源采樣模塊的一相；每組整流濾波電路的橋式整流電路的高壓 側(cè)通過二極管連接充電電路的可充電蓄電池"+ "對應(yīng)的接口；充電電路的可充電蓄 電池"_"對應(yīng)的接口接地;所述二極管的陰極一側(cè)連接充電電路的可充電蓄電池"+ " 對應(yīng)的接口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述橋式整流電 路的低壓側(cè)通過分壓電阻連接MCU的一相輸入端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，其特征是所述MCU與穩(wěn)壓 電路之間還設(shè)有二次穩(wěn)壓電路。
專利摘要一種油田機(jī)抽設(shè)備動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測儀，屬于油田智能監(jiān)測設(shè)備，它包括電源、MCU、電源采樣模塊、串行接口電路和無線通信模塊；電源采樣模塊的輸入端連接三相電源，電源采樣模塊的輸出端連接MCU的輸入端；串行接口電路和無線通信模塊連接MCU的通用輸入輸出端口；MCU上還設(shè)有傳感器信號(hào)采集端口；電源經(jīng)穩(wěn)壓電路連接MCU的電源輸入端口；穩(wěn)壓電路的輸出還連接升壓模塊，升壓模塊的輸出為傳感器提供電源。本設(shè)備安全可靠、安裝方便、維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用低廉。
文檔編號(hào)H02J7/02GK201188185SQ20082003583
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者政 田, 龍全林 申請人:克拉瑪依新宇宙油氣技術(shù)開發(fā)有限公司