[發(fā)明專利]游梁式抽油機(jī)的平衡調(diào)節(jié)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424579.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN104453791A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉一山;曾亞勤;郭占春;王林平;魏立軍;常振武;張倩;楊會(huì)豐;覃川;王曼;晏耿成;李樓樓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 劉映東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及游梁式抽油機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種游梁式抽油機(jī)的平衡調(diào)節(jié)裝置及方法。

背景技術(shù)

游梁式抽油機(jī)是油田目前主要使用的抽油機(jī)類型之一，主要由驢頭、游梁、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和電機(jī)組成。工作時(shí)，電機(jī)的傳動(dòng)經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)和游梁變成驢頭的上下運(yùn)動(dòng)，驢頭經(jīng)抽油桿帶動(dòng)井下抽油泵的柱塞作上下運(yùn)動(dòng)（上下沖程），從而不斷地把井中的原油抽出井筒。

其中，只有當(dāng)電機(jī)分別在上、下沖程中作功大致相同時(shí)，抽油機(jī)才處于平衡狀態(tài)。但是，電機(jī)在上沖程時(shí)需要做很大的功才能使驢頭提起抽油桿，而在下沖程時(shí)，抽油桿因自重帶動(dòng)驢頭下落，不但不需要電機(jī)作功，反而對(duì)電機(jī)做負(fù)功。因此，電機(jī)在上、下沖程中的載荷非常不均勻，導(dǎo)致電機(jī)在上、下沖程中作功存在比較大的差異，從而造成抽油機(jī)不平衡。為了使抽油機(jī)在工作時(shí)平衡，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種平衡方法，包括：首先，人工到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)抽油機(jī)上、下沖程中的電機(jī)運(yùn)行電流，然后，根據(jù)測(cè)得的電流情況分析判斷抽油機(jī)在上、下沖程中是否平衡，若不平衡，則在游梁或曲柄上增減平衡塊，平衡塊能夠在下沖程時(shí)儲(chǔ)存電機(jī)和抽油桿自重做的功，在上沖程時(shí)，平衡塊釋放儲(chǔ)存的能量和電機(jī)一起對(duì)提起抽油桿作功，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：一方面，人工調(diào)平衡方法存在平衡調(diào)節(jié)時(shí)間長、平衡調(diào)節(jié)精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、和安全風(fēng)險(xiǎn)高等諸多問題；另一方面，現(xiàn)有技術(shù)是根據(jù)測(cè)得的電流絕對(duì)值判斷抽油機(jī)在上、下沖程中是否平衡，由于電機(jī)在倒發(fā)電狀態(tài)時(shí)工作電流的相位與發(fā)電狀態(tài)時(shí)工作電流的相位相反，并且電機(jī)在倒發(fā)電狀態(tài)時(shí)，抽油機(jī)是不平衡的，因此，根據(jù)測(cè)得的電流絕對(duì)值判斷時(shí)抽油機(jī)是否平衡，將不能區(qū)分電機(jī)是倒發(fā)電狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)，從而會(huì)造成誤判。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種游梁式抽油機(jī)的平衡調(diào)節(jié)裝置及方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種游梁式抽油機(jī)的平衡調(diào)節(jié)裝置，所述裝置包括：

可沿抽油機(jī)的游梁的長度方向在所述游梁上移動(dòng)的平衡塊；

檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述抽油機(jī)的電機(jī)分別在上、下沖程中的工作電流；

控制模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)的所述電機(jī)分別在上、下沖程中的工作電流和預(yù)置的所述電機(jī)的額定工作電壓，計(jì)算出所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率，并根據(jù)計(jì)算出的所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率，判斷所述抽油機(jī)是否平衡，當(dāng)所述抽油機(jī)不平衡時(shí)，根據(jù)所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率，確定所述平衡塊待移動(dòng)的移動(dòng)方向和距離；

執(zhí)行模塊，用于按照所述控制模塊確定出的所述平衡塊待移動(dòng)的移動(dòng)方向和距離，在所述游梁上移動(dòng)所述平衡塊。

可選地，所述執(zhí)行模塊包括：

電機(jī)、減速器、用于裝載所述平衡塊的平衡箱、滑軌、至少兩個(gè)可在所述滑軌內(nèi)滑動(dòng)的滑輪、和齒條，所述電機(jī)和所述減速器設(shè)置在所述平衡箱中，所述滑輪設(shè)置在所述平衡箱底部，所述滑軌和所述齒條分別安裝在所述游梁上且所述滑軌和所述齒條的長度方向分別與所述游梁的長度方向一致，所述電機(jī)的控制端與所述控制模塊連接，所述電機(jī)的輸出端與所述減速器的輸入端連接，所述減速器的輸出端穿過所述平衡箱、并通過傳動(dòng)件與所述齒條連接。

可選地，所述電機(jī)為電磁制動(dòng)電機(jī)，所述減速器為螺旋錐齒輪減速機(jī)。

可選地，所述控制模塊包括：

計(jì)算單元，用于根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)的所述電機(jī)分別在上、下沖程中的工作電流和預(yù)置的所述電機(jī)的額定工作電壓，計(jì)算出所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率；

判斷單元，用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率，判斷所述抽油機(jī)是否平衡；

獲取單元，用于當(dāng)所述判斷單元判定所述抽油機(jī)不平衡時(shí)，在預(yù)置的抽油機(jī)不平衡時(shí)電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率與平衡塊待移動(dòng)的移動(dòng)方向和距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，獲取當(dāng)所述抽油機(jī)不平衡時(shí)所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述電機(jī)分別在上、下沖程中的電功率對(duì)應(yīng)的平衡塊待移動(dòng)的移動(dòng)方向和距離。

可選地，所述判斷單元用于：

獲取所述抽油機(jī)在連續(xù)的預(yù)定數(shù)量的沖程周期中的上、下沖程參考電功率；所述上沖程參考電功率為，將每個(gè)所述沖程周期獲取的所述電機(jī)在上沖程中的電功率按照大小順序排列后，排列在中間的所述電機(jī)在上沖程中的電功率，所述下沖程參考電功率為，將每個(gè)所述沖程周期獲取的所述電機(jī)在下沖程中的電功率按照大小順序排列后，排列在中間的所述電機(jī)在下沖程中的電功率；