[發明專利]功率平衡數字化自動控制抽油方法和采油機器人

有效

• 申請號: 201410852567.1
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104612631B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 高長樂;于勝存;李寧會;王康軍;馬述儉;吉效科;朱加強;章敬;林泉;董宏宇
• 申請（專利權）人: 新疆維吾爾自治區第三機床廠
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

1.一種功率平衡數字化自動控制抽油方法，其特征在于包括采油機器人，該采油機器人包括主電機、游梁、平衡吊臂、曲柄和懸繩器；在游梁的左端固定安裝有平衡吊臂，在平衡吊臂上分別安裝有移動式配重箱和能使移動式配重箱左右移動的驅動裝置，在采油機器人上安裝有沖程過程測量器，在懸繩器上固定安裝有載荷傳感器；還包括中央處理器和三相電參數采集裝置，該三相電參數采集裝置安裝在供電輸入端上；該方法按下述步驟進行：

第一步，在每次的沖程過程中，中央處理器對采集到的電流值和電壓值進行計算，得到下沖程中的平均功率值P_下和上沖程中的平均功率值P_上，并進行大小比較，以較大值為分母即P_大，以較小值為分子即P_小，然后計算功率平衡度值H2即H2= P_小 /P_大；

第二步，按設定的沖程次數N次得到N個功率平衡度值H2，對N個功率平衡度值H2進行算術平均后得到功率平衡度平均值H2_平均，然后進行比較處理，功率平衡度下限設定值為A21，功率平衡度調節目標下限設定值為A22；

當N次沖程后，H2_平均值符合A21≤H2_平均為功率平衡狀態，不對移動式配重箱進行調節；

當N次沖程后，H2_平均值小于A21且P_下小于P_上時為功率欠平衡狀態，此時通過驅動裝置使移動式配重箱向左移動，使功率平衡度平均值H2_平均達到A22≤H2_平均；

當N次沖程后，H2_平均值小于A21且P_下大于P_上時為功率過平衡狀態，此時通過驅動裝置使移動式配重箱向右移動，使功率平衡度平均值H2_平均達到A22≤H2_平均；其中：

分別將沖程過程測量器、三相電參數采集裝置采集到的數據傳輸給中央處理器，中央處理器在每次的沖程過程中，對采集到的電流值進行處理，找出下沖程中的最大電流值I_下max和上沖程中的最大電流值I_上max，中央處理器計算每次沖程過程的電流平衡度值H1即H1= I_下max / I_上max；

按設定沖程次數N次得到N個電流平衡度值H1，對N個電流平衡度值H1進行算術平均后得到電流平衡度平均值H1_平均，然后進行比較處理，電流平衡度下限設定值為A11，電流平衡度調節目標下限設定值為A12，電流平衡度上限設定值為B11，電流平衡度調節目標上限設定值為B12；

當N次沖程后，H1_平均值符合A11≤H1_平均≤B11為電流平衡狀態，不對移動式配重箱進行調節；

當N次沖程后，H1_平均小于A11時為電流欠平衡狀態，此時通過驅動裝置使移動式配重箱向左移動，使電流平衡度平均值H1_平均達到A12≤H1_平均≤B12；

當N次沖程后，H1_平均大于B11時為電流過平衡狀態，此時通過驅動裝置使移動式配重箱向右移動，使電流平衡度平均值H1_平均達到A12≤H1_平均≤B12；

主電機與供電輸入端之間安裝有變頻器，懸繩器上固定安裝有載荷傳感器用于采集懸點載荷值F，在采油機器人上安裝有沖程過程測量器用于采集懸點位移值S；在每次的沖程過程中，中央處理器根據采集到的懸點載荷值F和懸點位移值S進行分析和計算得到地面示功圖,其縱坐標為光桿在抽油過程中懸點載荷值F的坐標，橫坐標為光桿在抽油過程中懸點位移值S的坐標,中央處理器根據地面示功圖采集上沖程泵的沖程值S1和下沖程泵的有效沖程值S2，然后計算泵充滿度H3即H3=S2/S1；

按設定的沖程次數N次得到N個泵充滿度值H3，對N個泵充滿度值H3進行算術平均后得到泵充滿度平均值H3_平均，然后進行比較處理，泵充滿度下限設定值為A31，泵充滿度調節目標下限設定值為A32，泵充滿度上限設定值為B31；

當N次沖程后，H3_平均值符合A31≤H3_平均≤B31為沖次恰當狀態，不進行沖次調節；

當N次沖程后，H3_平均小于A31時，為沖次過快狀態，此時通過變頻器降低主電機轉速而減小沖次,使泵充滿度平均值H3_平均達到A32≤H3_平均≤B31；

當N次沖程后，H3_平均大于B31時,為沖次過慢狀態，此時通過變頻器升高主電機轉速而增大沖次,使泵充滿度平均值H3_平均達到A32≤H3_平均≤B31；

A11值為0.8至0.85，A12值為0.9至0.95，B11值為1.10至1.15，B12值為1.0至1.05；A21值為0.5至0.6，A22值為0.80至0.90；A31值為0.5至0.6，A32值為0.75至0.85，B31值為0.85至0.95。