基于加速度傳感器的示功圖測試與分析系統(tǒng)研究.pdf

1、示功圖是分析深井泵、抽油機(jī)與抽油桿工作狀態(tài)的重要手段。目前，油田現(xiàn)場測量抽油機(jī)示功圖的方法以傳統(tǒng)的拉線式為主，而拉線式測量沖程存在儀器笨重、斷頭率高、局部磨損嚴(yán)重、壽命短等不足，對現(xiàn)場實(shí)際操作造成了很多不便。為了能夠克服傳統(tǒng)拉線式?jīng)_程測量方式的缺點(diǎn)，結(jié)合示功儀小型化、無繩化的發(fā)展趨勢，設(shè)計了基于加速度傳感器的便攜式示功圖測試儀及示功圖分析應(yīng)用軟件。便攜式示功圖測試儀采用測量加速度的方式間接計算出沖程，徹底避免了拉線式所固有的缺陷，具有體

2、積小，攜帶方便，易于操作等特點(diǎn)；示功圖分析軟件采用自定義數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，獲得能夠準(zhǔn)確反映抽油機(jī)示功圖信息的大量數(shù)據(jù)，并提供功圖面積計算、載荷圖、位移圖、同一口井不同時間功圖信息對比等多種數(shù)據(jù)分析功能。本文主要完成工作概括如下： 1、提出了以加速度傳感器和低功耗單片機(jī)MSP430為核心的便攜式示功圖測試儀設(shè)計方案。分析了加速度傳感器用于位移測量原理和計算方法，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了加速度信號和載荷信號的檢測、轉(zhuǎn)換、存儲、顯示及傳輸?shù)裙δ艿挠布?/p>

3、電路，并完成了MSP430單片機(jī)對各個模塊操作的程序編程和調(diào)試等工作。 2、為提高便攜式示功圖測試儀中載荷信號和加速度信號的測量精度，提出了一種基于平滑濾波，適用于測量兩種不同類型抽油機(jī)載荷信號和加速度信號的復(fù)合濾波方法；為正確描述示功圖，提出了一種基于復(fù)合濾波判斷抽油機(jī)上、下死點(diǎn)的算法。并完成了基于MSP430單片機(jī)的上述算法推導(dǎo)與編程實(shí)現(xiàn)。 3、提出了一套自定義的上、下位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了較高效率的數(shù)據(jù)傳輸

4、；在廣泛、深入分析示功圖應(yīng)用軟件功能要求的基礎(chǔ)上，采用VB自主開發(fā)了具有多種功圖信息圖顯示（載荷、位移）、根據(jù)時間井名排列功圖信息、同一口井不同時間功圖對比、功圖面積計算等功能的上位機(jī)示功圖數(shù)據(jù)分析軟件。 示功圖測試與分析系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了整體聯(lián)調(diào)，對抽油機(jī)進(jìn)行了多次的現(xiàn)場試驗(yàn)，并做了有針對性的改進(jìn)和完善。現(xiàn)場試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)對游梁式抽油機(jī)和皮帶式抽油機(jī)具有很好的兼容性，可以準(zhǔn)確地測量抽油機(jī)井示功圖信息，工作穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求，