基于MMA7455的抽油机加速度信息采集系统

总第２７５期

２０１２年第９期

计算机与数字工程

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆＋ＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖｅｌ．４０Ｎｏ．９

１２２

基于ＭＭＡ７４５５的抽油机加速度信息采集系统。

吴傲寒郑恭明熊林冯彦平王青爽

（长江大学电子信息学院荆州４３４０００）

摘要文章提出一种基下ＭＭＡ７４５５的抽油机加速度采集系统的设计，由于井场环境复杂，干扰信号较多，文章采用硬件滤波和算法滤波相结合的方式，较大程度地抑制井场的噪声干扰。测量的加速度再经过双重积分，得到位移，进而得到抽油机每次的冲程。

关键词ＭＭＡ７４５５；形态滤波算法；加速度传感器；积分

中圈分类号ＴＰ３９１

ＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭＭＡ７４５５

ＷＵＡｏｈａｎＺＨＥＮＧＧｏｎｇｍｉｎＸＩＯＮＧＬｉｎＦＥＮＧＹａｎｐｉｎｇＷＡＮＧＱｉｎｇｓｈｕａｎｇ

（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４０００）

Ａｂｓｔｒａｃｔ７ＦｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｗｈｉｃｈｃｏｌｌｅｃｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＭＭＡ７４５５，Ｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｗｅｌｔｆｉｅｌｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｍａｎｙｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇｓｉｇｎａｌｓ，Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｏｐｔｓａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，Ｇｒｅａｔｌｙｒｅｓｔｒａｉｎｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｏｉｓｅ．Ｉｔｇｅｔｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｗｈｅｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｏｕｂｌｅｉｎｔｅｇｒａｌ，Ｔｈｅｎｇｅｔｔｈｅｅａｃｈｏｆｔｈｅｓｔｒｏｋｅｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇ．

Ｋｅｙ

ＷｏｒｄｓＭＭＡ７４５５，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒ，ｉｎｔｅｇｒａｌ

ＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＴＰ３９１

１引言

机井抽油是石油生产中最重要的工艺过程之一，及时准确的油井运行资料是考察油井单位时间的产量、总体分析和把握油井区全局产能情况、合理制定油田生产方案的重要依据。因此，通过各种手段准确地检测抽油机运行状态对油田生产管理工作有着非常重要的现实意义。本系统的重点就是通过ＭＭＡ７４５５加速度传感器获取油井工作状况的数据，进而得出油井示功图，经过诊断技术处理，可以找出影响油井泵效或不出油的原因，然后根据油田采油工艺技术的配套措施来解决生产问题保障抽油井长期稳产并延长免修期。

２系统整体设计

为了有效地采集抽油机工作状况劳实现数据的远程传输，本系统必须具备油井数据自动采集、远程传输、存储管理、网络发布、分析处理等功能。从逻辑结构上将系统划分为三大子系统：安装在现场的数据采集与远程传输子系统、服务器端数据接收与存储子系统、基于Ｗｅｂ的数据管理与应用子系统。

无线传感器网络由多个井口采集终端节点构成，相隔较近的油井组成一个井群（即一个局部网络）．每个局部网络的井群汇集节点接收各井口采集终端节点采集的信号，由嵌入式系统对数据包进行初步的处理、打包，然后由ＧＰＲＳ通讯模块上传到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上，供上位机下载、存储数据，并利用油井信息解释软件处理获取油井示功图。

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图ｌ硬件框图

３加速度信号采集与处理

油井示功图的位移参数和冲程参数是通过对加速度双重积分获得，考虑到油杆上下周期性运动，将一个周期的加速度值减去其平均值，令边界条件为零，对修正后的加速度积分得到速度，如下

Ｖ㈤一Ｖ（。）＋Ｉｎ（ｔ）ｄ。

其中．将ｙ。，看成初速度，即Ｖ。。，一０，此时Ｖ。一Ｉａ（ｒ）ｄ。。同样，再令边界条件为零，对修正后的速度积分得到位移，如下

Ｓ【『】一Ｓ㈨）—卜ｌｕ（ｒ）ｄ，

其中，令Ｓ。。，作为初始点，即Ｓ。。，一０，此时油杆做上下周期

＊收稿日期：２０１２年３月３日，修回日期：２０１２年４月２５日

基金项目：国家大学生创新性实验计划（编号：１１１４）资助。

作者简介：吴傲寒，男，研究方向：智能系统与模式识别。郑恭民，男，硕士．研究方向：微弱信号处理。熊林，男，研究方向：智能系

统与模式识别。冯彦平，男，研究方向：智能系统与模式识别。王青爽，研究方向：智能系统与模式识别。

万方数据