抽油井无线传感器网络太阳能示功仪硬件设计.pdf

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1、2012年第3l卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)137抽油井无线传感器网络太阳能示功仪硬件设计裴忠民，李贻斌，徐硕(1．山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061；2．中国科学技术信息研究所信息技术支持中心，北京100038)摘要：针对当前抽油井示功仪普遍存在的充电维护费用高、网络接入功能弱化等问题，基于太阳能技术、ZigBee无线自组网技术、双轴加速度传感器和应变式压力传感器，设计实现了新一代一体化太阳能示功仪．详细介绍了示功仪各

2、单元的硬件组成与实现，并构建了面向抽油井工况监测的无线传感器网络。在长庆油田部署了7个示功仪节点、7个无线压力传感器节点和1个多协议网关进行现场测试并试运行。结果表明：示功仪对游梁式抽油机位移测量的最大误差为0．09m，太阳能支持节点连续7个阴雨天正常工作，实测示功图符合抽油井工况实际。关键词：示功图；无线传感器网络；太阳能；抽油井中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)02-0137-03Hardwaredesignofsolarenergyindicatorinp

3、umpwellWSNsPEIZhong．min，LIYi．bin，XUShuo(1．SchoolofControlScienceandEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．InformationTechnologySupportingCenter，InstituteofScientificandTechnicalInformationofChina，Bering100038，China)Abstract：Tosolvetheproblemo

4、fpumpwellindicatorssuchashJighchargingmaintenancecosts，weaknetworkaccessfunction，andSOon，anewgenerationintegratedsolarenergyindicatorisdesignedandimplementedbasedonsolarenergy，ZigBeewirelessself-organizednetwork，two—axesaeeelerometerandstrain—typepressur

5、etransducertechnologies．Thisworkpresentsindetailthehardwarecompositionandimplementationofeachunitintheindicator．Apumpwellwirelesssensornetworks(WSNs)isconstructedforworkingstate,monitoring．Inordertotesttheindicatorandsystem，sevenindicatornodes，sevenwirel

6、esspressuresensornodesandonemultiple—protocolgatewayaredeployedinChangqingoilfield．Experimentalresultsshowthatthemaximalmeasurementerrorofdisplacementforbeampumperis0．09m．Thenodescanworkwellinsevenconsecutiverainydaysunderthesupportofsolarenergy．Themeasu

7、redindicatordiagramsmeetthepump’Sactualworkingstatewel1．Keywords：indicatordiagram；wirelesssensornetworks(WSNs)；solarenergy；pumpwell0引言和角位移传感器测量实现，仪器笨重，断头率高；便携式基于杆式抽油机抽油是当前石油生产的主要工艺形示功仪的无绳化设计便于携带，但要求定期充电且网络式。示功图是分析井下抽油泵运行状况、计算原油开采接人方式单一；随着新能源技术、无线传感器网络(wi

8、reless量及进行故障诊断的重要依据。由于抽油井多分布在sensornetworks，WSNs)技术在工业领域应用的不断深沼泽、沙漠、盆地等野外偏远地区，当前我国大部分油田对入，研究新一代示功仪，构建面向抽油井工矿数据实时示功图的采集还依赖于人工巡检和有线网络监测手段，自监测的无线传感器网络系统已成为当前油田信息化领域研动化程度相对较低。究的热点问题J。电子示功仪是采集抽油井工矿数据、获取抽油井示功本文针对当前示功仪设备普遍存在的充电维护