專利名稱：一種油井工況分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及分析儀器，尤其涉及一種以提高油井產量、系統效率為目的，集數 據采集、生產預測、工況分析、遠程計量于一體的油井生產工況分析儀。
背景技術：
在采油過程中，及時準確地了解油井的工作狀況，對于提高抽油效率、降低采油成 本和提高油井的產量具有非常重大的意義。下面介紹幾種現有技術中國專利CN2746121公開了一種油井生產監測控制器，包括電源、監測主板、傳感 器、指揮中心模塊、通信模塊。現場油井的各種參數信號經過傳感器傳送到AD轉換模塊，再 通過監測主板的通信接口部分上送到通信模塊與指揮中心模塊無線連接進行油井生產監 測控。中國專利CN1093772公開了一種用于診斷深井泵采油井工況的深井泵采油井通 用診斷儀，它屬于石油開發工程中的油井監測裝置。它主要是由蓄電池供電的便攜式計 算機和專用診斷電路等構成，并將其主要操作的功能器件固定設置在便攜式箱體內的面板 上，通過專門的檢測信號輸入裝置和顯示器來輸入檢測數據、處理數據和顯示待測泵的工 作狀況。中國專利CN200993005公開了油田中的一種機械采油井的工況監測裝置，其主要 特點是將傳感器與微處理器、存儲器、數據通訊模塊、天文時鐘通過導線連接組合在一起， 可通過互聯網與上位任何地點的聯網計算機進行數據通訊，使得管理者可以掌握油井采油 工況。中國專利CN201202462公開了一種油井工況監控裝置，屬于油井作業技術領域， 其結構由信號發生裝置和信號接收顯示裝置組成；該油井工況監控裝置能夠采集油井運行息。上述現有技術普遍存在以下技術缺陷和不足1、在分析儀的核心部件方面，上面的專利均未提到油井生產工況分析專家系統， 實現分析多種因素對油井系統效率的影響；抽油機井單井系統效率分析；區塊或井組的機 采系統效率統計；繪制油井宏觀控制圖，協助油井生產的宏觀管理；油井產量、電量計量功 能；實現生產參數超限報警及設備故障報警，預測故障位置和故障原因并進行相應提示，提 供簡單方便的人機界面。2、在分析儀的工況診斷方面，上面的專利沒有提到應用網格法、模板法、二值法、 增量法、獎懲法、神經網絡法對實時數據、多元數據及歷史數據進行分析，自動識別油井的 生產工況。3、沒有提到RS232接口模塊、RS485接口模塊、USB接口模塊、802. lla/g/n通訊模 塊、紅外通訊模塊、GPRS通訊模塊、CDMA通訊模塊、SCDMA通訊模塊、2. 4G通訊模塊、3G通訊 模塊、5. 8G通訊模塊、WIFI通訊模塊、藍牙模塊或ZigBee模塊等數據傳輸技術在分析儀中 的應用。[0011]4、目前油田常用的油井工況監測裝置一般由電源、信號發生裝置和信號接收顯示 裝置組成。信號發生裝置包括能識別設備運動狀態的信號發生器、傳感器、信號處理器、數 據發送模塊和電源；信號接收顯示裝置包括信號處理器、無線接收模塊、報警器、計算機。5、以往的專利實現了油井生產工況監測，數據缺乏深層次應用，除了實現數據的 基本查詢、統計等功能外，數據為油井生產服務的意識不夠，忽略了綜合利用；需要人工通 過計算機逐井分析，不能自動識別油井的生產工況，且不能自動計算油井產液量、電量，在 現場也無法顯示分析、計算結果。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種油井工況分析儀，來克服現有技術上述的缺陷和 不足。本實用新型實施例提供一種油井工況分析儀，該油井工況分析儀包括一電源，用 于提供電力；一數據傳輸模塊，與所述電源連接，用于接收現場工況數據、發送操作指令和 回復分析處理后的數據；一中央處理器，分別與所述電源和所述數據傳輸模塊相連接，用于 控制處理數據；一數據分析模塊，與所述中央處理器相連接，用于數據分析；一存儲模塊， 與所述中央處理器相連接，用于存儲數據。所述數據分析模塊進一步包括數據采集單元，用于采集生產數據、油井基礎參 數、油井信息數據以及抽油機、抽油桿、抽油泵、油管和電動機的常規數據；生產預測單元， 與所述數據采集單元相連接，用于實時顯示生產參數及生產設備運行狀態，生產參數超限 報警及設備故障報警，預測故障位置和故障原因并進行相應提示；工況分析單元，與所述生 產預測單元相連接，用于對工作狀況數據進行分析；工況診斷單元，與所述工況分析單元相 連接，用于對工作狀況數據進行診斷；遠程計量單元，與所述工況分析單元相連接，用于自 動計算油井產液量、電量，并在線數顯計算結果，及時掌握油井的動態變化和用電情況。所述工況分析單元包括電能參數分析單元，用于電流、電壓、有功功率和無功功 率的電能參數的曲線顯示與分析；功率分析單元，與所述電能參數分析單元相連接，用于對 電機功率需求進行分析；校核分析單元，與所述電能參數分析單元相連接，用于分析校核油 管、抽油桿柱的剛度、強度、穩定性；示功曲線分析單元，與所述校核分析單元相連接，用于 對抽油機井示功圖曲線進行顯示分析；效率分析單元，與所述示功曲線分析單元相連接，用 于對抽油機井單井系統效率進行分析；效率統計單元，與所述效率分析單元相連接，用于對 區塊或井組的機采系統效率進行統計；宏觀控制單元，與所述效率統計單元相連接，用于繪 制油井宏觀控制圖，協助油井生產的宏觀管理。所述工況診斷單元包括實時數據診斷單元，用于對功圖、功率圖和電流圖采集的 數據進行診斷從而獲得油井工作狀況；多元數據診斷單元，與所述實時數據診斷單元相連 接，用于根據油井基礎數據與采集數據多元之間的關系，對油井的多元數據進行診斷，從而 獲得油井的工作狀況；歷史數據診斷單元，與所述多元數據診斷單元相連接，用于與歷史數 據對比診斷獲得油井當前工作狀況。所述生產數據包括功圖、壓力、溫度、動液面、電流、電壓、功率、功率因數、生產時 率、曲柄銷子、轉速、扭矩及巡井時間。所述油井基礎參數包括泵徑、桿柱組合、動液面、地層壓力、飽和壓力、油藏中深。[0020]所述生產參數包括壓力、溫度、載荷、扭矩、動液面、電流、電壓和功率的數據。所述中央處理器為一掌上電腦，該掌上電腦包括操作系統、處理器、顯示屏、內 存、存儲器、通訊端口、多個接口、電源和隨機附件。所述數據傳輸模塊和所述掌上電腦之間的連接，采用RS232串口連接。所述數據傳輸模塊為RS232接口模塊、RS485接口模塊、USB接口模塊、802. 11a/ g/n通訊模塊、紅外通訊模塊、GPRS通訊模塊、CDMA通訊模塊、SCDMA通訊模塊、2. 4G通訊模 塊、3G通訊模塊、5. 8G通訊模塊、WIFI通訊模塊、藍牙模塊或ZigBee模塊。本實用新型具有以下有益效果本實用新型提供的一種油井工況分析儀，基于掌上電腦，攜帶方便，智能程度高， 提高了油井工況智能分析儀的適用性，既能采集油井工況參數，實現信息處理及故障報警， 又能提供簡單方便的人機界面，參數充足直觀。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分， 并不構成對本實用新型的限定。在附圖中圖1為本實用新型的油井工況分析儀的結構示意圖；圖2為本實用新型的油井生產分析儀中數據分析模塊的結構示意圖；圖3為本實用新型一實施例的數據分析模塊中工況分析單元的結構示意圖；圖4為本實用新型一實施例的數據分析模塊中工況診斷單元的結構示意圖；圖5A和圖5B為本實用新型的油井生產分析儀的詳細電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖， 對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于 解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。本實用新型實施例提供一種油井工況分析儀。下面參照圖1，詳細描述根據本實用 新型的油井工況分析儀的結構組成和工作方式。如圖1所示，本實用新型的油井工況分析 儀包括一電源110，用于提供電力，該電源可以是一可充鋰電池；一數據傳輸模塊120，與所述電源110相連接，用于接收現場工況數據、發送操作 指令和回復分析處理后的數據；上述數據傳輸模塊可以是RS232接口模塊、RS485接口模塊、USB接口模塊、 802. lla/g/n通訊模塊、紅外通訊模塊、GPRS通訊模塊、CDMA通訊模塊、SCDMA通訊模塊、 2. 4G通訊模塊、3G通訊模塊、5. 8G通訊模塊、WIFI通訊模塊、藍牙模塊或ZigBee模塊，但 并不限于此，只要是本領域技術人員不付出創造性勞動就能獲得的實現數據傳輸功能的模 塊，都應包含在本實用新型的保護范圍之內。—中央處理器130，分別與所述電源110和所述數據傳輸模塊120相連接，用于 控制處理數據；在一較佳實施例中，上述中央處理器130可以為一掌上電腦，該掌上電腦包 括操作系統、處理器、顯示屏、內存、存儲器、通訊端口、多個接口、電源和隨機附件。上述數據傳輸模塊120和掌上電腦之間的連接，采用RS232串口連接。一數據分析模塊140，與中央處理器130相連接，用于數據分析；一存儲模塊150，與中央處理器130相連接，用于存儲數據。再請參閱圖2，圖2為本實用新型的油井生產分析儀中數據分析模塊的結構示意 圖。如圖2所示，上述數據分析模塊140包括數據采集單元141，用于采集的功圖、壓力、溫度、動液面、電流、電壓、功率、功率因 數、生產時率、曲柄銷子、轉速、扭矩及巡井時間等生產數據；泵徑、桿柱組合、動液面、地層 壓力、飽和壓力、油藏中深(油藏中深也是油層中部深度，即油水井井口至射孔井段(頂部 至底部)1/2處。)等油井基礎參數；抽油機、抽油桿、抽油泵、油管、電動機等常規數據；廠、 隊、作業區等油井信息數據。生產預測單元142，與上述數據采集單元141相連接，用于在線顯示壓力、溫度、載 荷、扭矩、動液面、電流、電壓、功率等各種生產參數及泵、機等生產設備運行狀態；實現生產 參數超限報警及設備故障報警，預測故障位置和故障原因并進行相應提示。工況分析單元143，與所述生產預測單元142相連接，用于對工作狀況數據進行分 析；工況診斷單元144，與所述工況分析單元143相連接，用于對工作狀況數據進行診 斷；遠程計量單元145，用于自動計算油井產液量、電量，并在線數顯計算結果，能及時 掌握油井的動態變化和用電情況。再請參閱圖3，圖3為本實用新型一實施例的數據分析模塊中工況分析單元143的 結構示意圖；如圖3所示，工況分析單元143包括電能參數分析單元1431，用于電流、電壓、有功功率和無功功率的電能參數的曲線 顯示與分析；功率分析單元1432，與所述電能參數分析單元1431相連接，用于對電機功率需求 進行分析；校核分析單元1433，與所述電能參數分析單元1432相連接，用于分析校核油管、 抽油桿柱的剛度、強度、穩定性；示功曲線分析單元1434，與所述校核分析單元1433相連接，用于對抽油機井示功 圖曲線進行顯示分析；效率分析單元1435，與所述示功曲線分析單元1434相連接，用于對抽油機井單井 系統效率進行分析；效率統計單元1436，與所述效率分析單元1435相連接，用于對區塊或井組的機采 系統效率進行統計；宏觀控制單元1437，與所述效率統計單元1436相連接，用于繪制油井宏觀控制 圖，協助油井生產的宏觀管理。在一較佳實施例中，上述工況分析單元143還可以包括抽油機井下診斷與泵功 圖計算單元；對油井工況進行診斷，自動識別油井故障的識別單元；分析多種因素對油井 系統效率影響的效率影響分析單元等。再請參閱圖4，圖4為本實用新型一實施例的數據分析模塊中工況診斷單元144的結構示意圖，如圖4所示，工況診斷單元144包括實時數據診斷單元1441，用于對功圖、功率圖和電流圖采集的數據進行診斷從而 獲得油井工作狀況；多元數據診斷單元1442，與所述實時數據診斷單元1441相連接，用于根據油井基 礎數據與采集數據多元之間的關系，對油井的多元數據進行診斷，從而獲得油井的工作狀 況；歷史數據診斷單元1443，與所述多元數據診斷單元1442相連接，用于與歷史數據 對比診斷獲得油井當前工作狀況。再請參閱圖5A和圖5B，圖5A和圖5B是本實用新型的油井生產分析儀的詳細電 路圖，其中兩部分之間的連接請參考線路的編號，相同編號線路的相連。具體實現本實用新 型，參照附圖即可。由此，本實用新型具有的優點如下1、基于掌上電腦的油井工況分析儀，智能、便攜。2、提高油井工況智能分析儀的適用性，攜帶方便，既能采集油井工況參數，實現信 息處理及故障報警，又能提供簡單方便的人機界面，參數充足直觀。3、把信息帶到工作現場，油井工況智能分析儀以直觀的文本、圖形、曲線、表格界 面顯示參數的變化情況及趨勢情況。可隨時瀏覽各油井的生產數據、電量計量、液量計量、 工況診斷、優化設計等結果，查詢有關生產報表及分析結果。強化了現場操作，提高了油井 的生產管理水平。4、為油井工況智能分析儀的數據傳輸提供多種傳輸方式，可以在不同的地區選擇 質優價廉的網絡服務。5、油井工況智能分析儀成果數據高度集成化，滿足生產管理層、生產技術層、操作 層三個層面用戶的信息集成與共享需求；保障高層管理人員準確、及時獲取相關數據，提高 管理決策的準確性和及時性；提高信息資源的綜合利用率，為科學決策提供可靠依據，進而 降低成本，提高工作效率和經濟效益。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本 實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改 進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
8
權利要求一種油井工況分析儀，其特征在于，該油井工況分析儀包括一電源，用于提供電力；一數據傳輸模塊，與所述電源連接，用于接收現場工況數據、發送操作指令和回復分析處理后的數據；一中央處理器，分別與所述電源和所述數據傳輸模塊相連接，用于控制處理數據；一數據分析模塊，與所述中央處理器相連接，用于數據分析；一存儲模塊，與所述中央處理器相連接，用于存儲數據。
2.根據權利要求1所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述數據分析模塊進一步包括數據采集單元，用于采集生產數據、油井基礎參數、油井信息數據以及抽油機、抽油桿、 抽油泵、油管和電動機的常規數據；生產預測單元，與所述數據采集單元相連接，用于實時顯示生產參數及生產設備運行 狀態，生產參數超限報警及設備故障報警，預測故障位置和故障原因并進行相應提示； 工況分析單元，與所述生產預測單元相連接，用于對工作狀況數據進行分析； 工況診斷單元，與所述工況分析單元相連接，用于對工作狀況數據進行診斷； 遠程計量單元，與所述工況分析單元相連接，用于自動計算油井產液量、電量，并在線 數顯計算結果，及時掌握油井的動態變化和用電情況。
3.根據權利要求2所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述工況分析單元包括電能參數分析單元，用于電流、電壓、有功功率和無功功率的電能參數的曲線顯示與分析；功率分析單元，與所述電能參數分析單元相連接，用于對電機功率需求進行分析； 校核分析單元，與所述電能參數分析單元相連接，用于分析校核油管、抽油桿柱的剛 度、強度、穩定性；示功曲線分析單元，與所述校核分析單元相連接，用于對抽油機井示功圖曲線進行顯 示分析；效率分析單元，與所述示功曲線分析單元相連接，用于對抽油機井單井系統效率進行 分析；效率統計單元，與所述效率分析單元相連接，用于對區塊或井組的機采系統效率進行 統計；宏觀控制單元，與所述效率統計單元相連接，用于繪制油井宏觀控制圖，協助油井生產 的宏觀管理。
4.根據權利要求2所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述工況診斷單元包括 實時數據診斷單元，用于對功圖、功率圖和電流圖采集的數據進行診斷從而獲得油井工作狀況；多元數據診斷單元，與所述實時數據診斷單元相連接，用于根據油井基礎數據與采集 數據多元之間的關系，對油井的多元數據進行診斷，從而獲得油井的工作狀況；歷史數據診斷單元，與所述多元數據診斷單元相連接，用于與歷史數據對比診斷獲得 油井當前工作狀況。
5.根據權利要求2所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述生產數據包括功圖、壓力、溫度、動液面、電流、電壓、功率、功率因數、生產時率、曲柄銷子、轉速、扭矩及巡井時間。
6.根據權利要求2所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述油井基礎參數包括泵 徑、桿柱組合、動液面、地層壓力、飽和壓力、油藏中深。
7.根據權利要求2所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述生產參數包括壓力、溫 度、載荷、扭矩、動液面、電流、電壓和功率的數據。
8.根據權利要求1所述的油井工況分析儀，其特征在于，所述中央處理器為一掌上電 腦，該掌上電腦包括操作系統、處理器、顯示屏、內存、存儲器、通訊端口、多個接口、電源和 隨機附件。
9.根據權利要求8所述的油井工況分析儀，其特征在于所述數據傳輸模塊和所述掌 上電腦之間的連接，采用RS232串口連接。
10.根據權利要求1所述的油井工況分析儀，其特征在于所述數據傳輸模塊為RS232 接口模塊、RS485接口模塊、USB接口模塊、802. lla/g/n通訊模塊、紅外通訊模塊、GPRS通 訊模塊、CDMA通訊模塊、SCDMA通訊模塊、2. 4G通訊模塊、3G通訊模塊、5. 8G通訊模塊、WIFI 通訊模塊、藍牙模塊或ZigBee模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種油井工況分析儀，該油井工況分析儀包括一電源，用于提供電力；一數據傳輸模塊，與所述電源連接，用于接收現場工況數據、發送操作指令和回復分析處理后的數據；一中央處理器，分別與所述電源和所述數據傳輸模塊相連接，用于控制處理數據；一數據分析模塊，與所述中央處理器相連接，用于數據分析；一存儲模塊，與所述中央處理器相連接，用于存儲數據。本實用新型的油井工況分析儀，綜合了油井的功圖、壓力、井身結構、溫度、電參數、歷史數據等多元數據進行數據分析、工況診斷及產液量計算的分析儀，攜帶方便，實現信息處理及故障報警，工作效率高，提高了油井的生產管理水平，也為油田地面流程簡化優化提供了技術保障。
文檔編號E21B47/12GK201606065SQ20102916601
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月4日 優先權日2010年2月4日
發明者周建華, 賀得才 申請人:北京迪思數軟技術開發有限公司