基于传感器技术的有杆抽油井示功仪的研究.pdf

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1、第25卷第12期传感技术学报Vo1．25No．12CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDee．20122012年12月DesignofDynamometerBasedonSensorTechnologyPENGJian，XUZhiqiangZHOUZhiquan(1．DepartmentofAutomationTechnology，SchoolofMechatronics，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China；2．CollegeofEnergyandEl

2、ectricity，HehaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Pumpingwelldynamometerisdesignedfortheneedsofoilfieldautomatedtransformation．ByadoptingtheNXPJN5139-ZO1一Mxxasmainchip．theaccelerationsensorADXL202andpressuresensorsINA122Uareusedassensorchip．Thepaperintroducestheapplica

3、tionofacceleration，andpressuresensorintermsofhardwareandsoftware．Finally，aspecialalgorithmisusedtogetthedisplacementandloadofthewells．Ithasbeenprovedthatthissystemisenergy—saving，stableandaccurate，whichhasbeensuccessfullyusedintheJiangsuOilfieldautomationofoilsystem．Keyword

4、s：sensingtechnology；dynamometer；digitalfiltering；piecewiselinearinterpolationEEACC：1265Adoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．12．016基于传感器技术的有杆抽油井示功仪的研究术彭健，徐志强，周志权(1．中国地质大学(武汉)机电学院自动化系，武汉430074；2．河海大学能源与电气学院，南京211100)摘要：针对油田功图量油的需要提出了抽油井示功仪的设计。采用NXPJN5139一Z01一Mxx作为主控芯片、加速度传感器ADX

5、L202和压力传感器INA122U为传感器芯片，重点介绍加速度、压力传感器在无线示功仪装置上的应用实现过程以及载荷和位移数值的求解算法。实践证明本系统具有节能、稳定、高精度等特点，已经很好地应用于江苏油田的自动化量油系统中。关键词：传感技术；示功仪；数字滤波；分段线性插值中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1004-1699(2012)12-1701-05功图量油技术即利用自动化技术测量得到油井念是要求体积小、高精度、低功耗、密封性好等特点。的位移和载荷，画出载荷和位移的二维关系曲线来无线示功仪主要由主控芯片，加速度传感器和载荷计算油

6、井的产量。ll传统测量位移的方法是通过测传感器组成J，如图1所示。示功仪通过主控芯片，量抽油机悬臂的角度按照几何关系计算出悬点的位控制着加速度传感器和载荷传感器对抽油机各项参移，压力是通过安装在悬点附近的压力传感器获得。数进行采集，采集的加速度和载荷信号经过信号调这样的测量方法由于角度传感器与压力传感器距离理后再次送人主控芯片，进行相关处理以后，存人存较远，造成安装操作不便以及测量不准确的问题。储器中。本系统将载荷传感器和加速度传感器集成在一个系统，并且通过数字滤波、以及合理的加速度求解算法得到了精度很高的油井的载荷和位移的数据。_2本文利用

7、载荷和位移关系的216对数据来画出油井的示功图，进而来计算油井的产量。1示功仪总体结构设计由于示功仪需要在野外工作，示功仪的设计理图I无线示功仪主板结构项目来源：江苏油田试采一厂自动化量油项目收稿日期：2012—07—25修改日期：2012—11—26传感技术学报1702WWW．ehinatransducers．COrn第25卷2．2．1加速度信号的获取2示功仪硬件设计芯片的数字输出信号是如图4所示的方波。2．1主控芯片的设计卜罔——一————广_]综合功图量油系统设计的各种需求，选择NXPJN5139一Z01一Mxx系列模块作为示功仪的主控

8、芯片。图4ADXL202输出的数字信号JN5139是一款适用于IEEE802．15．4和ZigBee应用环占空比反映悬点加速度的大小和方向，计算公境的低功耗、低成本