專利名稱：無線通信式螺桿泵井測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械力學測試技術(shù)，具體涉及一種螺桿泵采油系統(tǒng)的測試儀。
背景技術(shù)：
目前對螺桿泵采油井的光桿載荷測試一般都用有線傳輸式測試儀，這種測試儀雖然能實現(xiàn)扭矩和軸向力的測量，但是由于測量結(jié)果的信號需要通過信號線來傳輸，生產(chǎn)現(xiàn)場的運動部件容易造成信號線的損壞，所以這種測量方式安全性較差，而且現(xiàn)場安裝測量儀和攜帶測量儀不方便。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的有線傳輸式測試儀使用時安全性差和安裝、攜帶不方便的缺陷，提供一種使用時安全可靠而且現(xiàn)場安裝和攜帶方便的無線通信式螺桿泵井測試儀。它由傳感器1、信號發(fā)射系統(tǒng)2和主機3組成，傳感器1的輸出端連信號發(fā)射系統(tǒng)2的輸入端，信號發(fā)射系統(tǒng)2發(fā)射無線電波，主機3接收該無線電波，傳感器1由圓筒形的彈性體1-1和兩個橋式應變計1-2組成，橋式應變計1-2固化在彈性體1-1的表面上，兩個橋式應變計1-2的輸出端分別連接在信號發(fā)射系統(tǒng)2的兩個輸入端上。本實用新型傳感器1在完井時通過測試變頭6安裝在驅(qū)動頭7上，需要測試時，螺桿泵停機并把信號發(fā)射系統(tǒng)2安裝在傳感器1上，傳感器1通過方卡5與螺桿泵井的光桿4固連，然后啟動螺桿泵進行測試，光桿4的扭矩和軸向力的載荷變化通過傳感器1被拾取并傳給信號發(fā)射系統(tǒng)2，信號發(fā)射系統(tǒng)2將其轉(zhuǎn)化為攜帶數(shù)據(jù)的無線電波后發(fā)送給放置在采油井附近的主機3上，測試完成后，螺桿泵停機，拆掉信號發(fā)射系統(tǒng)2。本實用新型將螺桿泵井光桿載荷測試信號以無線電波的形式發(fā)射和接收，傳感器和主機之間不需要信號線連接，大大提高了測試的安全性和可靠性，測試過程中，測試人員可以遠離井口，安全性更強，減少了連接電源線和信號線等環(huán)節(jié)，操作過程簡便，本儀器具有動態(tài)顯示、數(shù)據(jù)瀏覽、現(xiàn)場打印和數(shù)據(jù)存儲及回放功能，可滿足現(xiàn)場的各種需要，本實用新型具有設計合理、工作可靠和容易推廣實施的優(yōu)點。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是傳感器1與信號發(fā)射系統(tǒng)2的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是傳感器1中橋式應變計1-2的電路圖，圖4是信號發(fā)射系統(tǒng)2中前置放大器2-1的電路圖，圖5是主機3的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
一下面結(jié)合圖1、圖2和圖3具體說明本實施方式。它由傳感器1、信號發(fā)射系統(tǒng)2和主機3組成，傳感器1的輸出端連信號發(fā)射系統(tǒng)2的輸入端，信號發(fā)射系統(tǒng)2發(fā)射無線電波，主機3接收該無線電波。傳感器1由圓筒形的彈性體1-1和兩個橋式應變計1-2組成，橋式應變計1-2固化在彈性體1-1的表面上，兩個橋式應變計1-2的輸出端分別連接在信號發(fā)射系統(tǒng)2的兩個輸入端上。橋式應變計1-2由電源U、三個電阻(R2-R4)和可變電阻R1組成，電源U的正極連電阻R2的一端和電阻R4的一端，電阻R2的另一端連可變電阻R1的一端和輸出端A，可變電阻R1的另一端連電阻R3的一端和電源U的負極，電阻R3的另一端連電阻R4的另一端和輸出端B。傳感器1的兩組橋式應變計1-2分別用于檢測扭矩和軸向力，通過固化在彈性體1-1表面上的可變電阻R1變形后阻值的變化測出扭矩或軸向力。
具體實施方式
二下面結(jié)合圖2和圖4具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，信號發(fā)射系統(tǒng)2由二個相同的前置放大器2-1、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2-2、單片機2-3和無線發(fā)射模塊2-4組成，前置放大器2-1的輸入端連接在橋式應變計1-2的輸出端上，前置放大器2-1的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2-2的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2-2的輸出端連單片機2-3的輸入端，單片機2-3的輸出端連無線發(fā)射模塊2-4的輸入端。單片機2-3選用飛利浦公司生產(chǎn)的80C51系列單片機，無線發(fā)射模塊2-4選用GSMD15的無線數(shù)傳收發(fā)模塊。前置放大器2-1由四個集成運算放大器(AR1-AR4)、十二個電阻(R5-R16)、電源+V、電源-V、電位器W1、電位器W2和電容C1組成，電阻R14的一端連橋式應變計1-2的輸出端A，電阻R14的另一端連電阻R16的一端和集成運算放大器AR1的反相輸入端，電阻R15的一端連橋式應變計1-2的輸出端B，電阻R15的另一端連電阻R12的一端和集成運算放大器AR1的同相輸入端，電阻R12的另一端接地，集成運算放大器AR1的輸出端連電阻R16的另一端和電阻R6的一端，電阻R6的另一端連電阻R8的一端和集成運算放大器AR2的同相輸入端，電阻R8的另一端接地，集成運算放大器AR2的反相輸入端連電阻R7的一端和電阻R5的一端，電阻R5的另一端連集成運算放大器AR3的輸出端和反相輸入端，集成運算放大器AR3的同相輸入端連電容C1的一端和電位器W1的滑動觸頭，電容C1的另一端接地，電位器W1的一端通過電阻R9連電源+V，電位器W1的另一端通過電阻R10連電源-V，集成運算放大器AR2的輸出端連電阻R11的一端和集成運算放大器AR4的同相輸入端，電阻R11的另一端連電位器W2的一端，電位器W2的滑動觸頭連電阻R7的另一端，電位器W2的另一端通過電阻R13接地，集成運算放大器AR4的反相輸入端連集成運算放大器AR4的輸出端。集成運算放大器(AR1-AR4)選用324系列的集成運算放大器。前置放大器采用差動放大器，這樣有利于信號靈敏度的提高，消除干擾噪聲，AR1及R16、R12、R14、R15構(gòu)成第一級差動放大器，使電路的輸出電壓與橋式應變計的可變電阻的阻值的相對變化率呈很好的線性關(guān)系，利于A/D轉(zhuǎn)換后的測量標定。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖5具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，主機3由無線接收模塊3-1、電平轉(zhuǎn)換電路3-2、上位單片機3-3、打印機3-4、顯示器3-5和數(shù)據(jù)存貯器3-6組成，無線接收模塊3-1的輸出端連電平轉(zhuǎn)換電路3-2的輸入端，電平轉(zhuǎn)換電路3-2的輸出端連上位單片機3-3的輸入端，上位單片機3-3的一個輸出端連打印機3-4的輸入端，上位單片機3-3的另一個輸出端連顯示器3-5的輸入端，上位單片機3-3的再一個輸出端連數(shù)據(jù)存貯器3-6的輸入端。無線接收模塊3-1選用型號為GSMD15的無線數(shù)傳模塊，電平轉(zhuǎn)換電路3-2選用美國MAXIN公司生產(chǎn)的型號為MAX232CPE的芯片，上位單片機3-3選用飛利浦公司生產(chǎn)的80C51系列單片機，打印機3-4、顯示器3-5和數(shù)據(jù)存貯器3-6選用普通的打印機、液晶顯示器和存貯器即可。
權(quán)利要求1.一種無線通信式螺桿泵井測試儀，其特征是它由傳感器(1)、信號發(fā)射系統(tǒng)(2)和主機(3)組成，傳感器(1)的輸出端連信號發(fā)射系統(tǒng)(2)的輸入端，信號發(fā)射系統(tǒng)(2)發(fā)射無線電波，主機(3)接收該無線電波，傳感器(1)由圓筒形的彈性體(1-1)和兩個橋式應變計(1-2)組成，橋式應變計(1-2)固化在彈性體(1-1)的表面上，兩個橋式應變計(1-2)的輸出端分別連接在信號發(fā)射系統(tǒng)(2)的兩個輸入端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信式螺桿泵井測試儀，其特征是橋式應變計(1-2)由電源(U)、三個電阻(R2-R4)和可變電阻(R1)組成，電源(U)的正極連電阻(R2)的一端和電阻(R4)的一端，電阻(R2)的另一端連可變電阻(R1)的一端和輸出端(A)，可變電阻(R1)的另一端連電阻(R3)的一端和電源(U)的負極，電阻(R3)的另一端連電阻(R4)的另一端和輸出端(B)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信式螺桿泵井測試儀，其特征是信號發(fā)射系統(tǒng)(2)由二個相同的前置放大器(2-1)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(2-2)、單片機(2-3)和無線發(fā)射模塊(2-4)組成，前置放大器(2-1)的輸入端連接在橋式應變計(1-2)的輸出端上，前置放大器(2-1)的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(2-2)的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(2-2)的輸出端連單片機(2-3)的輸入端，單片機(2-3)的輸出端連無線發(fā)射模塊(2-4)的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信式螺桿泵井測試儀，其特征是前置放大器(2-1)由四個集成運算放大器(AR1-AR4)、十二個電阻(R5-R16)、電源(+V)、電源(-V)、電位器(W1)、電位器(W2)和電容(C1)組成，電阻(R14)的一端連橋式應變計(1-2)的輸出端(A)，電阻(R14)的另一端連電阻(R16)的一端和集成運算放大器(AR1)的反相輸入端，電阻(R15)的一端連橋式應變計(1-2)的輸出端(B)，電阻(R15)的另一端連電阻(R12)的一端和集成運算放大器(AR1)的同相輸入端，電阻(R12)的另一端接地，集成運算放大器(AR1)的輸出端連電阻(R16)的另一端和電阻(R6)的一端，電阻(R6)的另一端連電阻(R8)的一端和集成運算放大器(AR2)的同相輸入端，電阻(R8)的另一端接地，集成運算放大器(AR2)的反相輸入端連電阻(R7)的一端和電阻(R5)的一端，電阻(R5)的另一端連集成運算放大器(AR3)的輸出端和反相輸入端，集成運算放大器(AR3)的同相輸入端連電容(C1)的一端和電位器(W1)的滑動觸頭，電容(C1)的另一端接地，電位器(W1)的一端通過電阻(R9)連電源(+V)，電位器(W1)的另一端通過電阻(R10)連電源(-V)，集成運算放大器(AR2)的輸出端連電阻(R11)的一端和集成運算放大器(AR4)的同相輸入端，電阻(R11)的另一端連電位器(W2)的一端，電位器(W2)的滑動觸頭連電阻(R7)的另一端，電位器(W2)的另一端通過電阻(R13)接地，集成運算放大器(AR4)的反相輸入端連集成運算放大器(AR4)的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信式螺桿泵井測試儀，其特征是主機(3)由無線接收模塊(3-1)、電平轉(zhuǎn)換電路(3-2)、上位單片機(3-3)、打印機(3-4)、顯示器(3-5)和數(shù)據(jù)存貯器(3-6)組成，無線接收模塊(3-1)的輸出端連電平轉(zhuǎn)換電路(3-2)的輸入端，電平轉(zhuǎn)換電路(3-2)的輸出端連上位單片機(3-3)的輸入端，上位單片機(3-3)的一個輸出端連打印機(3-4)的輸入端，上位單片機(3-3)的另一個輸出端連顯示器(3-5)的輸入端，上位單片機(3-3)的再一個輸出端連數(shù)據(jù)存貯器(3-6)的輸入端。
專利摘要本實用新型公開一種螺桿泵采油系統(tǒng)的測試儀—無線通信式螺桿泵井測試儀。它由傳感器(1)、信號發(fā)射系統(tǒng)(2)和主機(3)組成，傳感器(1)的輸出端連信號發(fā)射系統(tǒng)(2)的輸入端，信號發(fā)射系統(tǒng)(2)發(fā)射無線電波，主機(3)接收該無線電波。傳感器(1)由圓筒形的彈性體(1－1)和兩個橋式應變計(1－2)組成，橋式應變計(1－2)固化在彈性體(1－1)的表面上，兩個橋式應變計(1－2)的輸出端分別連接在信號發(fā)射系統(tǒng)(2)的兩個輸入端上。本實用新型將螺桿泵井光桿載荷測試信號以無線電波的形式發(fā)射和接收，傳感器和主機之間不需要信號線連接，大大提高了測試的安全性和可靠性。本實用新型具有設計合理、工作可靠和容易推廣實施的優(yōu)點。
文檔編號G08C17/02GK2676169SQ20032011140
公開日2005年2月2日 申請日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者曹剛, 師國臣, 蔣召平, 劉潮勇, 王淼峰 申請人:大慶油田有限責任公司