[發(fā)明專利]抽油機平衡游標的調(diào)節(jié)控制裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310184886.5
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104166403B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒祥城;郭慶榮;韓民強;胡勇;王紹軍;郎帆;丁鵬;李春茂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;渤海石油裝備（天津）新世紀機械制造有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;E21B43/00
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11001
• 代理人: 李桂玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種游梁式抽油機平衡游標，尤其是涉及一種具有抽油機電參量、載荷、壓力等數(shù)據(jù)采集和分析控制模塊、利用無線通信技術(shù)進行控制的抽油機平衡游標的調(diào)節(jié)控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

針對自主平衡游梁式抽油機其平衡游標的運動控制，目前采用的技術(shù)是使用外接220/380V電源，通過撥動地面控制柜內(nèi)相應(yīng)的控制按鈕，經(jīng)由PLC分析，輸出控制信號，觸發(fā)相應(yīng)的繼電器或接觸器動作，驅(qū)動平衡游標拖動電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而控制平衡游標的前進或后退，達到調(diào)節(jié)抽油機平衡的目的。其缺點是：

1、在抽油機尾游梁平衡游標移動控制部分使用220/380V電源，動力裝置為交流電機，且為有線連接，能耗較大，且容易發(fā)生電源線彎折斷裂，很可能導(dǎo)致漏電、觸電等安全事故和無法運行等質(zhì)量問題；

2、平衡游標有效行程較短，以致調(diào)節(jié)抽油機平衡度的范圍較小；

3、控制裝置體積較大，現(xiàn)場安裝、維修不方便；

4、智能化、集成化程度較低，操作較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種智能化程度高、安裝操作方便且使用安全的抽油機平衡游標的調(diào)節(jié)控制裝置及其控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：抽油機平衡游標的調(diào)節(jié)控制裝置，包括游標執(zhí)行控制總成和地面采集分析控制總成，游標執(zhí)行控制總成以太陽能儲能為電源，并與地面采集分析控制總成之間采用無線通訊方式進行控制聯(lián)系；地面采集分析控制總成通過對抽油機平衡度參數(shù)進行采集和分析，向游標執(zhí)行控制總成發(fā)送指令控制平衡游標的移動用以調(diào)節(jié)抽油機平衡。

游標執(zhí)行控制總成包括太陽能電池板、蓄電池、電池充放電控制器、游標控制器、電機控制器和電機、天線。其中，游標執(zhí)行控制總成通過電池充放電控制器將太陽能電池板獲得的能量對蓄電池進行充電，蓄電池為游標控制器和電機控制器提供電力。

游標控制器基于分析抽油機的運行狀態(tài)，控制電機控制器帶動電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，控制平衡游標的前進或者后退移動用以調(diào)節(jié)抽油機平衡。

游標執(zhí)行控制總成還包括游標移動極限位置檢測單元，當(dāng)平衡游標移動到達極限位置時移動停止。游標移動極限位置檢測單元包括游標后退極限位置開關(guān)、游標前進極限位置開關(guān)。

地面采集分析控制總成包括地面采集分析控制器，并連接基于檢測抽油機電機電流信號而判斷平衡度的電流檢測單元和人機界面，游標執(zhí)行控制總成將平衡調(diào)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到地面采集分析控制器，并在人機界面中顯示和數(shù)據(jù)存儲。

地面采集分析控制總成還包括載荷傳感器和壓力傳感器，地面采集分析控制器通過接受載荷傳感器和壓力傳感器采集的抽油機載荷信號和壓力信號，繪制出抽油機的示功圖，在人機界面中顯示。地面采集分析控制總成將電流檢測單元采集的抽油機電機電流信號、載荷傳感器的載荷信號、壓力傳感器的壓力信號、電機電壓信號，游標執(zhí)行控制總成將將平衡游標位置信號、游梁傾角信號、蓄電池電壓信號，電機控制器控制狀態(tài)信號，通過遠程通訊模塊與上位機進行數(shù)據(jù)傳送。

抽油機平衡游標調(diào)節(jié)控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

1）啟動運行抽油機和地面采集分析控制器；

2）根據(jù)電流檢測單元采集的抽油機電機電流信號和地面采集分析控制器接收游標控制器發(fā)送的游梁傾角信號計算出抽油機的平衡度，判斷平衡度數(shù)值是否小于或者大于設(shè)定的要求值；

3）如平衡度數(shù)值大于或者小于設(shè)定的要求值時，地面采集分析控制器在沒有接收到任何故障信息的情況下，向游標控制器發(fā)出相應(yīng)的平衡游標后退或者前進的指令；

4）游標控制器在沒有接收到任何故障信息且沒有收到游標運行方向極限位置開關(guān)被觸發(fā)信息的情況下，通過其內(nèi)置的傾角傳感器檢測到抽油機運行到下死點位置時，啟動電機控制器，控制電機動作，帶動平衡游標后退或者前進移動；

5）當(dāng)需要停止時，地面采集分析控制器通過無線通訊方式向游標控制器發(fā)送停止指令，游標控制器通過電機控制器使得電機停止運行，從而停止平衡游標的移動；

6）平衡游標在后退或者前進移動過程中觸動游標后退極限位置開關(guān)或游標前進極限位置開關(guān)時，游標控制器立即控制電機停止，從而停止平衡游標的移動。

地面采集分析控制器向游標控制器發(fā)出平衡游標后退或者前進的指令的步驟，以及地面采集分析控制器通過無線通訊方式向游標控制器發(fā)送停止指令的步驟是適用于手動方式調(diào)節(jié)過程。