抽油机无线示功仪的研究

摘要

示功图是抽油机在一个冲次内载荷与位移形成的闭合曲线，是分析井下供液情况和抽油机工作状态的重要依据，示功图测试仪是抽油机井管理的重要工具。目前井队使用的示功图测试仪主要是拉线式示功仪，这种示功仪不便于实现油井的自动化管理。本文针对以微加速度传感器MMA2260和DSP56F803为核心，对无线示功仪检测系统进行了研究，主要完成了以下几个方面的工作：
　　 一、根据加速度传感器的特性，设计了外围电路。主要有加速度传感器的电压跟随器和输出信号滤波器；
　　 二、设计了基于DSP56F803的采集系统的硬件电路，实现了加速度信号、载荷信号的采集、及通讯和显示等功能；
　　 三、在系统硬件的基础上，完成了系统软件的设计。软件采用模块化编程，提高了程序的通用性和可读性。通过系统硬件和软件的联合调试，实现了系统的定时、采集、计算，通信及显示等功能；
　　 四、对数字滤波算法进行了研究，提出了一种周期计算位移的加速度积分方法，降低了系统的漂移；换向点采用智能辨识方法；对系统软件进行了优化设计，提高了系统的精度；
　　 五、将无线示功图检测系统进行了三次现场实验，通过对测试结果的分析，对检测系统进行了三次完善。最终与拉线式示功图测试仪相比总体误差小于5％，基本满足了用户要求。为无线示功仪产品的研制奠定了基础，为提高油田自动化水平提供了可靠的依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1课题背景及研究意义

1.1.1课题背景

1.1.2研究意义

1.2抽油机示功仪的研究概况

1.2.1示功图的定义

1.2.2示功仪的发展状况

1.3课题研究内容

1.3.1课题的主要研究内容

1.3.2论文的结构安排

1.4本章小结

第二章 室内实验装置的研制

2.1实验装置的机械结构

2.2实验装置的控制系统设计

2.2.1实验装置控制系统硬件设计

2.2.2实验装置控制系统软件设计

2.3实验装置的测试结果

2.3.1变位移测试实验

2.3.2周期往返实验

2.4本章小结

第三章 抽油机示功仪硬件设计

3.1硬件电路总体设计

3.2加速度传感器简介

3.2.1加速度传感器的选型

3.2.2加速度传感器的信号输出

3.3数据采集系统介绍

3.3.1 DSP的选型及特点

3.3.2数据采集系统

3.4滤波电路的设计

3.4.1低通滤波器类型选择

3.4.2低通有源滤波器的设计

3.5其他模块

3.5.1串行通信模块

3.5.2电源稳压模块

3.5.3电压跟随器

3.5.4晶振电路

3.6本章小结

第四章 抽油机示功仪软件设计

4.1软件设计概述

4.1.1系统软件开发环境简介

4.1.2系统软件设计的总体框架

4.2主程序及各子程序设计

4.3数字滤波算法

4.3.1信号预处理方法

4.3.2数字滤波算法

4.4换向点的智能辨识

4.4.1位移积分算法

4.4.2换向点的智能辨识

4.5本章小结

第五章实验结果与分析

5.1实验装置与检测方法

5.1.1实验装置介绍

5.1.2检测方法介绍

5.2现场实验过程与结果分析

5.2.1第一次现场实验

5.2.2第二次现场实验

5.2.3第三次现场实验

5.3本章小结

第六章结论

6.1研究工作结论

6.2后续工作

致谢

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果