自動控制動液面檢測儀的制作方法

文檔序號:5379427
專利名稱:自動控制動液面檢測儀的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種應用于油田自動化控制領域中的井口動液面檢測裝置。
背景技術
動液面深度是油機井的井口到井下油層表面的距離,是抽油機井定期測試中的一個重要參數,能夠反映抽油機井的工作狀態和產量情況,為油井的診斷和維護提供依據。傳統動液面的檢測方法是人工發生聲波后,計算動液面深度,其做法不安全,且計算結果不夠準確。
發明內容為了解決背景技術中所提到的技術問題,本實用新型提供一種自動控制動液面檢測儀,該檢測儀能夠安裝在井口可自動控制發聲,使用安全而且具有較高的檢測精度。本實用新型的技術方案是:該種自動控制動液面檢測儀,具有檢測儀殼體,包括一個具有供電模塊和顯示模塊的中央控制器,其特征在于:所述檢測儀還包括次聲波傳感器以及與所述次聲波傳感器相配合的濾波電路和放大電路,包括壓力傳感器以及與所述壓力傳感器相配合的放大電路,包括溫度傳感器以及與所述溫度傳感器相配合的放大電路,包括一個發聲模塊,包括一個數據遠傳模塊;其中,所述次聲波傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器所提供的采樣信號經過A/D轉換模塊轉換后輸入到所述中央控制器的對應數字采樣信號輸入端;所述數據遠傳模塊與中央控制器之間采用雙向數據流結構連接;所述發聲模塊由安裝在檢測儀殼體上的氣泵和電磁閥構成,所述電磁閥作為該氣泵的控制開關,所述中央控制器向此電磁閥輸出控制信號。本實用新型具有如下有益效果:首先,本種檢測儀能夠利用微處理器控制發聲裝置,發出次聲波,而不用人工手動控制發聲,從而保證了檢測工人的安全。其次,檢測儀采用FIR濾波器對采樣數據進行濾波,可分別得到節箍波和液面波,之后由MCU根據采集數據的特點,選用小波分析的方法對信號進行處理,采用傅里葉變換對節箍波信號進行頻譜分析,得到聲波在油管中的傳播速度,再對液面波進行譜減法分析,確定液面回波的位置,結合所得的聲波速度計算出液面值。在這一過程中,由于信號處理的主要過程采用了數字信號處理,使得測量結果更為準確;而且可用動態實時數據曲線來顯示動液面曲線,可以更加直觀地反映動液面的變化趨勢,比僅用數字顯示更為形象和直觀。另外,本種檢測儀不在井口安裝傳感器,把傳感器集成到檢測儀內,從而使檢測儀本身不易損壞。最后,本種檢測儀可以把動液面的相關數據實時動態的傳到控制中心,因此,可以實現現場的無人值守。


:圖1是本實用新型的結構成框圖。圖2是具體實施時,本實用新型的電路圖。
具體實施方式
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以下結合附圖對本實用新型作進一步說明:[0011]由圖1所示,該種自動控制動液面檢測儀,具有檢測儀殼體,包括一個具有供電模塊和顯示模塊的中央控制器,其獨特之處在于:所述檢測儀還包括次聲波傳感器以及與所述次聲波傳感器相配合的FIR濾波電路和放大電路,包括壓力傳感器以及與所述壓力傳感器相配合的放大電路,包括溫度傳感器以及與所述溫度傳感器相配合的放大電路,包括一個發聲模塊,包括一個數據遠傳模塊;其中,所述次聲波傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器所提供的采樣信號經過A/D轉換模塊轉換后輸入到所述中央控制器的對應數字采樣信號輸入端;所述數據遠傳模塊與中央控制器之間采用雙向數據流結構連接;所述發聲模塊由安裝在檢測儀殼體上的氣泵和電磁閥構成,所述電磁閥作為該氣泵的控制開關,所述中央控制器向此電磁閥輸出控制信號。具體實施時,所述數據遠傳模塊采用GPRS模塊,所述GPRS模塊與中央控制器之間通過RS232接口連接。圖2是具體實施時,本實用新型的電路圖。圖中Ul即為中央控制器,U2即代表發聲模塊,U7代表顯模塊,U8代表報警模塊,U9代表數據遠傳模塊。發聲模塊由氣泵與電磁閥構成,由電磁閥的開關控制氣泵是否放氣。檢測采集模塊由次聲波傳感器U4、壓力傳感器U5、溫度傳感器U3和A/D轉換模塊U6構成。三種傳感器所采集的數據經過處理后通過4通道的AD974型A/D轉換模塊輸送到AT89C51系列單片機Ul中。本種檢測儀的工作過程如下:啟動系統工作按鈕,中央控制器Ul根據壓力傳感器測得的壓力值選擇運行方式。如果壓力值小于0.2Mpa,中央控制器控制電磁閥,使泵放氣,產生次聲波,發出次聲波信號到液面,檢測采集模塊由次聲波傳感器檢測回波信號,通過濾波、放大電路后進入A/D轉換模塊,由中央控制器處理運算,根據采集數據的特點,選用小波分析的方法對信號進行處理。采用傅里葉變換對節箍波信號進行頻譜分析,并參考溫度值得到聲波在油管中的傳播速度。再對液面波進行譜減法分析,確定液面回波的位置,結合所得的聲波速度計算出液面值。通過顯示模塊實時顯示動液面曲線,并將數據通過數據遠傳模塊傳到控制中心,供數據分析與控制使用。由于本系統選用的是超低功耗超聲傳感器和其他模塊,電池模塊可以維持系統正常工作1-4周。系統工作溫度范圍為_40°C _+60°C。
權利要求1.一種自動控制動液面檢測儀,具有檢測儀殼體,包括一個具有供電模塊和顯不模塊的中央控制器,其特征在于:所述檢測儀還包括次聲波傳感器以及與所述次聲波傳感器相配合的FIR濾波電路和放大電路,包括壓力傳感器以及與所述壓力傳感器相配合的放大電路,包括溫度傳感器以及與所述溫度傳感器相配合的放大電路,包括一個發聲模塊,包括一個數據遠傳模塊;其中,所述次聲波傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器所提供的采樣信號經過A/D轉換模塊轉換后輸入到所述中央控制器的對應數字采樣信號輸入端;所述數據遠傳模塊與中央控制器之間采用雙向數據流結構連接;所述發聲模塊由安裝在檢測儀殼體上的氣泵和電磁閥構成,所述電磁閥作為該氣泵的控制開關,所述中央控制器向此電磁閥輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的自動控制動液面檢測儀,其特征在于:所述數據遠傳模塊采用GPRS模塊,所述GPRS模塊與中央控制器之間通過RS232接口連接。
專利摘要一種自動控制動液面檢測儀,主要為了解決油井目前進行動液面檢測時采用人工發聲而存在的不安全和檢測不準確的問題。其特征在于所述檢測儀還包括次聲波傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器以及與前述傳感器相配合的放大電路,包括發聲模塊和數據遠傳模塊;其中,次聲波傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器所提供的采樣信號經過A/D轉換模塊轉換后輸入到中央控制器的對應數字采樣信號輸入端;數據遠傳模塊與中央控制器之間采用雙向數據流結構連接;發聲模塊由安裝在檢測儀殼體上的氣泵和電磁閥構成,電磁閥作為該氣泵的控制開關,中央控制器向此電磁閥輸出控制信號。本種檢測儀能夠安裝在井口可自動控制發聲,而且具有較高的檢測精度。
文檔編號E21B47/047GK203008893SQ20132002542
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者高丙坤, 闞玲玲, 齊元俊, 金立煬, 王闊瑞, 秦德鑫 申請人:東北石油大學
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