絞車及傳動機組工作狀態(tài)監(jiān)測的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計.pdf

1、絞車及傳動機組是石油鉆井機械中的重要設備之一。在絞車及傳動機組中，通過監(jiān)測滾動軸承的振動和溫度、并車箱和絞車滾動軸承潤滑油壓力、傳動軸轉速等參數(shù)，實時監(jiān)測鉆井過程中絞車及傳動機組的運行狀態(tài)，從而對其可能出現(xiàn)的故障進行預警、對其壽命進行預測，確定軸承更換的最佳時機，高效地完成油田鉆井工作。 針對油田的特殊地理位置和油田鉆井設備經(jīng)常需要搬遷的特點，我們采用短距離無線通信技術來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集和無線數(shù)據(jù)傳輸，避免了現(xiàn)場長距離布線、拆裝

2、和移動帶來的不便。根據(jù)振動信號與溫度、轉速和壓力信號的不同特點，采用不同的信號傳遞方法，溫度、轉速和壓力用無線方式進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，16路振動信號采用無線選通切換單路總線方式有線傳輸。 本文詳細地闡述了絞車及傳動機組工作狀態(tài)監(jiān)測的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計過程。根據(jù)石油鉆井現(xiàn)場的實際情況，采用了集成數(shù)字溫度傳感器對軸承溫度、水龍頭溫度和環(huán)境溫度等15路溫度信號進行檢測；采用霍爾開關傳感器對傳動軸轉速進行檢測；采用壓力測量模塊對并車

3、箱和絞車潤滑油壓力進行檢測；采用內(nèi)置電路加速度傳感器和恒流適配器對16路振動信號進行檢測。本系統(tǒng)采用了內(nèi)置51微處理器和無線收發(fā)器nRF905的無線單片機nRF9E5作為控制芯片，完成了無線數(shù)據(jù)采集和短距離無線數(shù)據(jù)通信模塊硬件電路的設計和制作，自行開發(fā)了點到多點無線通信協(xié)議，組建了短距離分布式無線通信網(wǎng)絡，編寫了數(shù)據(jù)采集和通信程序，實現(xiàn)工控機與多個監(jiān)測從機之間的無線數(shù)據(jù)采集和無線數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)抗干擾方面，使用了nRF9E5內(nèi)置看門狗電