專利名稱：油田油管無損檢測及數據遠傳裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，屬油田油管缺陷檢測裝 置技術領域。
技術背景在我國，機械采油井絕大多數均是抽油泵型采油井，在運行過程中，油井內的油管 因裂紋、孔洞、銹蝕、磨損而產生的泄露，甚至油管的斷裂將對油田造成極大的經濟損失。隨 著檢驗技術的進步，原本采用油管定期全部拉回檢測站進行加壓和人工查看的檢驗方法， 已經逐步轉化為利用先進的傳感器設備對油管進行無損檢測的方式，如漏磁、射線、超聲 波、渦流等檢測方法。但現有技術在油井現場檢測油管情況時，只能通過現場人工啟停、單 根記錄，手工整理歸檔的方式完成各個油井數據的采集，這種方式導致檢測過程復雜、數據 處理繁瑣且易出錯、信息反饋慢等一系列問題。
發明內容本實用新型的目的在于，提供一種無需人工干預，能夠自動采集油管缺陷信號，自 動啟停數據處理和存檔，并實時將數據傳送至遠程管理中心，實現現場油管無損檢測的自 動化和遠程數據傳送。且可靠性高、穩定性好，適用范圍廣的油田油管無損檢測及數據遠傳
直ο本實用新型是通過如下的技術方案來實現上述目的的一種油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，它由井口總成、現場數據處理及遠傳裝 置、3G網絡和遠程管理中心構成，其特征在于井口總成由井口固定裝置、霍爾元件和稱重 傳感器組成；現場數據處理及遠傳裝置由信號處理模塊、開關電源、液晶面板、逆變器、嵌入 式單板機、CDMA2000芯片及操控裝置組成；遠程管理中心由3G MODEM和油管缺陷管理計算 機組成；井口總成連接現場數據處理及遠傳裝置，現場數據處理及遠傳裝置通過3G網絡和 遠程管理中心連接；開關電源分別與信號處理模塊、嵌入式單板機、CDMA2000芯片連接，信 號處理模塊連接嵌入式單板機，嵌入式單板機分別與液晶面板、逆變器、CDMA2000芯片和操 控裝置連接。所述的信號處理模塊由井口總成傳感器、通道選擇開關、電壓比較器、可編程增益 放大器、緩沖放大器、A/D轉換器、微處理器、USB接口芯片和USB插座組成；井口總成傳感 器的輸入信號的傳感，包括CHl CH8的漏磁信號傳感和CHll CH13的載荷信號傳感，兩 組信號分別與通道選擇開關的Sl S8引腳和電壓比較器的VI. O VI. 2引腳相連；通道 選擇開關的AO A3引腳與微處理器的Pl. O Pl. 3引腳相連；通道選擇開關的DA28弓丨腳 與可編程增益放大器的DATA3引腳連接。所述的A/D轉換器的SIN引腳連接緩沖放大器的Al引腳，D7 DO引腳與微處理 器的P7 PO引腳以及USB接口芯片的DATAO DATA7引腳連接；微處理器的P3. 1、P3. O 引腳與USB接口芯片的WR、RD引腳連接；USB插座的D_、D+引腳與USB接口芯片的D_、D+引腳連接。本實用新型與現有技術相比的有益效果在于該油田油管無損檢測及數據遠傳裝置由井口總成將現場檢測數據通過現場數據 處理及遠傳裝置和3G網絡上傳至遠程管理中心，以便技術人員第一時間掌握油管缺陷情 況并及時做出處理措施。該裝置不僅可以在野外油井作業現場獲取油管的缺陷信號，還能 在進行油管起下作業的同時自動進行缺陷檢測，并將油管進行編號。避免了現有油井現場 檢測油管情況時，只能通過現場人工啟停、單根記錄、手工整理歸檔的方式完成各個油井數 據的采集，導致檢測過程復雜、數據處理繁瑣易出錯、信息反饋慢的問題。保證了所測數據 的準確性，同時也節約人力和節省財力，且效率高，效果好，特別適用于油田油管無損檢測 使用。

圖1為油田油管無損檢測及數據遠傳裝置的工作原理示意圖；圖2為油田油管無損檢測及數據遠傳裝置的信號處理模塊的電路原理圖。圖中1、井口總成，2、現場數據處理及遠傳裝置，3、3G網絡，4、遠程管理中心，5、 井口固定裝置，6、霍爾元件，7、稱重傳感器，8、3G M0DEM，9、油管缺陷管理計算機，10、信號 處理模塊，11、開關電源，12、液晶面板，13、逆變器，14、嵌入式單板機，15、CDMA2000芯片， 16、操控裝置，17、井口總成傳感器，18、通道選擇開關，19、電壓比較器，20、可編程增益放大 器，21、緩沖放大器，22、A/D轉換器，23、微處理器，24、USB接口芯片，25、USB插座。
具體實施方式
；該油田油管無損檢測及數據遠傳裝置由井口總成1、現場數據處理及遠傳裝置2、 3G網絡3和遠程管理中心4構成。井口總成1由井口固定裝置5、霍爾元件6和稱重傳感 器7組成。井口固定裝置5安裝在油田油井的井口，用于實現傳感器在井口的數據采集；霍 爾元件6由多個霍爾傳感器圍繞在井口總成1的腔體內部，用于實現對油管的磁漏檢測；稱 重傳感器7由3個稱重電子單元均布在井口總成1的上表面，用于實現對井口總成承受壓 力的檢測。現場數據處理及遠傳裝置2由信號處理模塊10、開關電源11、液晶面板12、逆變器 13、嵌入式單板機14、CDMA2000芯片15及操控裝置16組成。遠程管理中心4由3G M0DEM8 和油管缺陷管理計算機9組成。井口總成1連接現場數據處理及遠傳裝置2，現場數據處 理及遠傳裝置2通過3G網絡3和遠程管理中心連接4。開關電源11分別與信號處理模塊 10、嵌入式單板機14、CDMA2000芯片15連接，信號處理模塊10連接嵌入式單板機14，嵌入 式單板機14分別與液晶面板12、逆變器13、CDMA2000芯片15和操控裝置16連接。現場數據處理及遠傳裝置2的信號處理模塊10用于實現原始井口傳感信號的采 集和處理判斷，將現場信號交由嵌入式單板機14，嵌入式單板機14基于Linux平臺定制專 用軟件，用于實現油管缺陷信號的存儲和自動分段，以便于現場用戶和遠程管理人員掌握 采集的油管數量及編號，軟件同時還實現曲線顯示、缺陷報警、數據存檔等功能。液晶面板 12用于提供人機交換界面，逆變器13將嵌入式單板機14提供的電源用于驅動液晶面板 12，嵌入式單板機14具備數據打包傳送的功能，通過CDMA2000芯片15將數據交由3G網絡
43傳送至遠程管理中心4 ；鍵盤/鼠標構成的操控裝置16用于嵌入式單板機14的操作、設 置等。3G網絡3依托中國電信提供的基站，CDMA2000芯片15通過標準的網絡協議實現現 場數據處理及遠傳裝置2的數據上傳。3G網絡3通過多個基站保持業務信道的通信。遠程管理中心4所含的3G MODEMS用于實施采集各現場設備發送過來的油管缺陷 數據，交由油管缺陷管理計算機9上的專用處理軟件，實現油管位號記錄、缺陷等級分類、 曲線數據顯示，為用戶的油管缺陷檢測提供一個數字化、規范化的可靠管理平臺。現場數據處理及遠傳裝置2的信號處理模塊10由井口總成傳感器17、通道選擇開 關18、電壓比較器19、可編程增益放大器20、緩沖放大器21、A/D轉換器22、微處理器23、 USB接口芯片24和USB插座25組成；井口總成傳感器17的輸入信號傳感包括CHl CH8 的漏磁信號傳感和CHl 1 CH13的載荷信號傳感，兩組信號分別與通道選擇開關18的Sl S8引腳和電壓比較器19的VI. 0 VL 2引腳相連，用于將井口總成傳感器17采集到的現 場油管真實數據引入。通道選擇開關18的AO A3引腳與微處理器23的Pl. 0 Pl. 3引 腳相連，用于接收微處理器23的通道選擇信號，通道選擇開關18的DA28引腳與可編程增 益放大器20的DATA3引腳連接，用于傳輸選擇后的通道數據。電壓比較器19的VI. 0 VI. 2引腳接入井口總成傳感器17的載荷信號，Vref引 腳引入一個基準電壓值，用于和采集到的載荷信號進行實時電壓值比較，通過判斷計算后 將結果通過DO引腳輸出到微處理器23的INTO引腳。可編程增益放大器20的DATA3引腳用于采集信號并濾波放大，處理后的信號交由 DATA8、DATA9引腳傳送至緩沖放大器21的13引腳；緩沖放大器21的13引腳、12引腳用于 信號的采集和比對，實現對可編程增益放大器20信號的緩沖，增加電路的負載能力和減少 對前端信號源的影響，同時加強信號的抗干擾能力。A/D轉換器22的SIN引腳連接緩沖放大器21的Al引腳，用于實時采集模擬量信 號，D7 DO引腳與微處理器23的P7 PO引腳以及USB接口芯片24的DATAO DATA7弓丨 腳連接，USB接口芯片24的DATAO DATA7引腳用于接收數字量信號，實現轉換后數字量 信號的快速傳輸。微處理器23的Pl. 3 Pl. 0引腳用于控制通道選擇開關18的通道輪詢，INO引腳 用于接收電壓比較器19的高低電平信號，P7 PO引腳用于采集數字量信號，微處理器23 的P3. 1、P3. 0引腳與USB接口芯片24的WR、RD引腳連接，用于控制USB接口芯片24的讀 寫操作，USB接口芯片24的WR、RD引腳用于接收微處理器23的讀寫命令。D_、D+引腳用 于實現數據接口的標準化。USB插座25的D-、D+引腳與USB接口芯片24的D_、D+引腳連 接，USB插座25的D-、D+引腳用于接收數據，USB插座25的VBUS、GND引腳用于+5V電壓 驅動，實現信號處理模塊10與嵌入式單板機14的連接和數據傳送。本實用新型不僅可以在野外油井作業現場獲取油管的缺陷信號，還能在進行油管 起下作業的同時自動進行缺陷檢測并將油管進行編號，數據能夠在現場通過嵌入式單板機 14處理后以曲線、報表的形式通過液晶面板12顯示，同時將完整的數據結果打包傳輸至遠 程管理中心4，遠程管理中心4通過專用軟件解包查看各分井的油管工況，便于及時采取措 施，確保采油生產的油管設備安全可靠，避免不必要的損失。
權利要求一種油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，它由井口總成(1)、現場數據處理及遠傳裝置(2)、3G網絡(3)和遠程管理中心(4)構成，其特征在于井口總成(1)由井口固定裝置(5)、霍爾元件(6)和稱重傳感器(7)組成；現場數據處理及遠傳裝置(2)由信號處理模塊(10)、開關電源(11)、液晶面板(12)、逆變器(13)、嵌入式單板機(14)、CDMA2000芯片(15)及操控裝置(16)組成；遠程管理中心(4)由3G MODEM(8)和油管缺陷管理計算機(9)組成；井口總成(1)連接現場數據處理及遠傳裝置(2)，現場數據處理及遠傳裝置(2)通過3G網絡(3)和遠程管理中心(4)連接；開關電源(11)分別與信號處理模塊(10)、嵌入式單板機(14)、CDMA2000芯片(15)連接，信號處理模塊(10)連接嵌入式單板機(14)，嵌入式單板機(14)分別與液晶面板(12)、逆變器(13)、CDMA2000芯片(15)和操控裝置(16)連接。
2.根據權利要求1所述的油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，其特征在于所述的信 號處理模塊(10)由井口總成傳感器(17)、通道選擇開關(18)、電壓比較器(19)、可編程增 益放大器(20)、緩沖放大器(21)、A/D轉換器(22)、微處理器(23)、USB接口芯片(24)和 USB插座(25)組成；井口總成傳感器(17)的輸入信號的傳感，包括CHl CH8的漏磁信號 傳感和CHll CH13的載荷信號傳感，兩組信號分別與通道選擇開關(18)的Sl S8引腳 和電壓比較器(19)的V1.0 VI. 2引腳相連；通道選擇開關(18)的AO A3引腳與微處 理器(23)的P1.0 Pl. 3引腳相連；通道選擇開關(18)的DA28引腳與可編程增益放大器 (20)的DATA3引腳連接。
3.根據權利要求2所述的油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，其特征在于所述的A/D 轉換器(22)的SIN引腳連接緩沖放大器(21)的Al引腳，D7 DO引腳與微處理器(23)的 P7 PO引腳以及USB接口芯片(24)的DATAO DATA7引腳連接；微處理器(23)的P3. 1、 P3.0引腳與USB接口芯片(24)的WR、RD引腳連接；USB插座(25)的D_、D+引腳與USB接 口芯片(24)的D-、D+引腳連接。
專利摘要本實用新型涉及一種油田油管無損檢測及數據遠傳裝置，屬油田油管缺陷檢測裝置技術領域。它由井口總成、遠程管理中心、3G網絡和現場數據處理及遠傳裝置構成，現場數據處理及遠傳裝置的開關電源分別與信號處理模塊、嵌入式單板機、CDMA2000芯片連接，信號處理模塊與嵌入式單板機連接，嵌入式單板機分別與液晶面板、逆變器、CDMA2000芯片和操控裝置連接。該裝置能在油管起下作業的同時自動進行缺陷檢測并將油管進行編號，解決了現有通過人工啟停、單根記錄，手工整理歸檔的方式采集數據所導致的數據處理繁瑣、信息反饋慢，且易出錯的問題；保證了數據的準確性，節省了人力和財力，適用于各油田的油管無損檢測使用。
文檔編號F17D5/02GK201661851SQ20102014243
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者景望山 申請人:荊州市先博石油科技有限公司