一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法及装置与流程

本发明涉及油田自动化，尤其涉及一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法及装置。

背景技术：

1、随着油田信息化管理水平的不断提高，通过油井示功图实时掌握抽油机井泵工作状态已得到广泛的应用。伴随着对油井精细化管理水平的不断提高，仅通过示功图反映出的信息已不能满足实际生产需要。为了更全面的掌握地面采油设备的生产运行情况，各油田正在探索油井电功率图的采集及应用，通过油井电功图可反映出地面采油设备的平衡度、系统效率等，示功图与电功图是反应抽油机井泵工况诊断分析与泵效分析的重要手段，分析和解释示功图与电功图，可以全面了解油井的生产状况、设备状况和生产设备的好坏程度。

2、然而，现有技术在示功图与电功图的同步数据采集时，示功仪设备存在睡眠周期与唤醒时间间隔，同时在无线传输中存在不稳定性，接收油井运行周期信号存在时间延迟，造成示功图与电功图出现无法同步数据采集情况，从而影响对抽油机井工况与泵效的有效分析与判断。

3、因此，现有技术存在对丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法改进的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法及装置，使用本发明的方法能够提高丛式井组单井同步采集精度、速度与可靠性，精简丛式井组数据管控架构，减少设备投资与耗电，在低成本a11系统建设与运维中有广阔的应用前景。

2、基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，包括以下步骤：

3、基于丛式井组的单井数量在数据采集终端中设置n个单井虚拟物理站点，对每个单井的示功仪和电参量采集模块配置相应的物理站点地址；

4、数据采集终端接收到上位机的数据采集指令后，向每个示功仪发送唤醒指令和第一数据采集指令；

5、响应于每个示功仪收到唤醒指令，每个示功仪启动自我唤醒；

6、响应于每个示功仪自我唤醒成功，每个示功仪向数据采集终端发送反馈指令，同时示功仪在t1时间间隔后对每个单井采集第一数据，并将多个第一数据传输至数据采集终端；

7、响应于数据采集终端收到反馈指令，数据采集终端向每一个电参量采集模块发送第二数据采集指令；

8、响应于每一个电参量采集模块收到第二数据采集指令，每一个电参量采集模块在t1时间间隔后同步采集每个单井的第二数据，并将多个第二数据发送至数据采集终端；

9、数据采集终端存储第一数据和第二数据，并进一步传输至上位机以生成示功图和电功图。

10、在一些实施方式中，还包括：

11、响应于某个单井的示功仪自我唤醒失败，示功仪向数据采集终端发送失败反馈指令，数据采集终端在t2时间间隔后第二次发送唤醒指令；

12、响应于示功仪第二次自我唤醒失败，重复上述操作进行第n次唤醒，超过n次自我唤醒失败后，示功仪向数据采集终端发送示功仪异常指令；

13、响应于数据采集终端收到示功仪异常指令，数据采集终端向单井的电参量采集模块发送第二数据采集指令。

14、在一些实施方式中，第一数据包括单井载荷、单井位移数据、示功仪的物理站点地址和编码数据定位来源。

15、在一些实施方式中，第二数据包括电流数据、电压数据以及电参量采集模块的物理站点地址和编码数据定位来源。

16、在一些实施方式中，数据采集终端基于物理站点地址和编码数据定位来源，将第一数据和第二数据存储至数据采集终端中对应单井的存储空间内。

17、在一些实施方式中，数据采集终端基于反馈指令与单井虚拟物理站点进行配对，基于配对结果，数据采集终端向单井的电参量采集模块发送第二数据采集指令。

18、在一些实施方式中，数据采集终端基于modbus rtu数据通信协议将第一数据和第二数据传输至上位机以生成示功图和电功图。

19、本发明实施例的另一方面，还提供了一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集装置，包括：

20、多个采集设备，每一个采集设备设置在单井中，每一个采集设备包括示功仪和电参量采集模块，示功仪配置用于采集第一数据，电参量采集模块配置用于采集第二数据；

21、数据采集终端，数据采集终端配置用于向现场的多个采集装置发送数据采集指令和/或唤醒指令以同步采集第一数据和第二数据，并存储采集到的数据；

22、上位机，上位机配置用于发送数据采集指令以及处理采集的数据。

23、在一些实施方式中，数据采集终端进一步配置用于向每个示功仪发送唤醒指令和第一数据采集指令，并向每一个电参量采集模块发送第二数据采集指令。

24、在一些实施方式中，示功仪进一步配置用于响应于示功仪自我唤醒成功，示功仪向数据采集终端发送反馈指令，同时示功仪在t1时间间隔后对单井采集第一数据，并将第一数据传输至数据采集终端；

25、电参量采集模块进一步配置用于响应于电参量采集模块收到第二数据采集指令，电参量采集模块在t1时间间隔后同步采集每个单井的第二数据，并将多个第二数据发送至数据采集终端。

26、本发明至少具有以下有益技术效果：

27、本发明实现了丛式井组单井示功图与电功图的同步采集，井场只需部署1台井场rtu，只分配1个无线频段，有效避免多个无线通道数据干扰。采取示功仪反馈命令与采集命令相对时间间隔相结合的方法，使示功仪和电参量采集模块同时触发同步采集信号，在不增加能耗和精简井场架构的前提下，保证了数据采集的速度和可靠性，使示功图和电功图的同步采集精度达到100微秒，使减少能量耗电，设备管理能力上升，设备上线率提高，井场物联网设备投资减少30％，在低成本a11系统建设与运维领域有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，所述第一数据包括单井载荷、单井位移数据、所述示功仪的物理站点地址和编码数据定位来源。

4.根据权利要求1所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，所述第二数据包括电流数据、电压数据以及所述电参量采集模块的物理站点地址和编码数据定位来源。

5.根据权利要求3或4任一项所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，所述数据采集终端基于所述物理站点地址和所述编码数据定位来源，将所述第一数据和所述第二数据存储至所述数据采集终端中对应单井的存储空间内。

6.根据权利要求1所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，所述数据采集终端基于所述反馈指令与所述单井虚拟物理站点进行配对，基于配对结果，所述数据采集终端向所述单井的所述电参量采集模块发送所述第二数据采集指令。

7.根据权利要求1所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，其特征在于，所述数据采集终端基于modbus rtu数据通信协议将所述第一数据和所述第二数据传输至所述上位机以生成所述示功图和电功图。

8.一种如上述权利要求任一项中所述方法的采集装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集装置，其特征在于，所述数据采集终端进一步配置用于向每个所述示功仪发送唤醒指令和第一数据采集指令，并向每一个所述电参量采集模块发送第二数据采集指令。

10.根据权利要求9所述的丛式井组单井示功图和电功图同步采集装置，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种丛式井组单井示功图和电功图同步采集方法，包括：在RTU中建立单井虚拟物理站点，对每个单井的示功仪和电参量采集模块配置相应的物理站点地址；RTU接收上位机的数据采集指令，向每个示功仪发送唤醒指令和第一数据采集指令；示功仪自我唤醒成功后向RTU发送反馈指令，同时示功仪在T1时间间隔后对每个单井采集第一数据，响应于RTU收到反馈指令，每一个电参量采集模块在T1时间间隔后同步采集每个单井的第二数据，采集数据上传至RTU并进行存储，进一步传输至上位机以生成示功图和电功图。本发明还公开了一种采集装置。本发明解决了采取示功仪反馈命令与采集命令相对时间间隔相结合的方法，实现示功仪和电参量采集模块同时触发同步采集信号。技术研发人员：王天宇,王进修,刘春海,何思琦,杨超,刘贵强,刘金亮,高忠献,贾俊杰,孙哲勇受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23