[發明專利]基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器及方法

有效

• 申請號: 201611200150.2
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106767617B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 陳曦;楊鵬飛;黨斐;閆淵
• 申請（專利權）人: 陳曦
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器及方法，該傳感器包括空心外殼，分別粘結在外殼內底面上兩點且測量方向分別與x和y方向平行的加速度計，以及粘結在外殼的四周及底部外表面的磁鐵6；整個傳感器通過磁鐵吸附固定在抽油機游梁上；所述加速度計用于測量游梁式抽油機的光桿位移；本發明還公開了位移測量方法；傳感器安裝在抽油機游梁上的適當位置，通過直接測量加速度間接計算得到游梁繞其轉動軸轉動的角位移，再結合游梁的結構參數可以計算得到抽油機光桿的位移。

技術領域

本發明涉及一種位移傳感器，具體涉及一種基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器及方法。

背景技術

游梁式抽油機在我國油田應用廣泛，抽油機光桿位移是分析、診斷抽油機井工作狀態的重要參數，測量抽油機光桿位移是抽油井日常管理工作的一個重要組成部分。目前，光桿位移測量普遍采用拉線式傳感器，信號采用電纜傳輸，檢測傳感器的引線隨光桿運動。這種測量方法原理簡單，精度較高，缺點是位移傳感器安裝后易受破壞；信號傳輸線由于風刮、作業等原因易造成纏繞、扯斷。上述因素造成拉線式傳感器檢測現場維護工作量較大，使用不方便，難以實現長期的在線測量。另外由于抽油機工作現場禁止明火，要求傳感器在安裝過程中不能采用現場鉆孔等方式來固定傳感器。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器，傳感器安裝在抽油機游梁上的適當位置，基于加速度測量的方法通過直接測量加速度間接計算得到游梁繞其轉動軸轉動的角位移，再結合游梁的結構參數可以計算得到抽油機光桿的位移，傳感器的安裝基于磁鐵吸附的原理使傳感器固定在游梁上并緊隨著游梁轉動。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器，包括空心外殼1，粘結在外殼1內底面的第一x方向加速度計2，與所述第一x方向加速度計2粘結在所述外殼1內底面同一點的第一y方向加速度計3，粘結在外殼1內底面的第二x方向加速度計4，與所述第二x方向加速度計4粘結在所述外殼1內底面同一點的第二y方向加速度計5，和粘結在外殼1的四周及底部外表面的磁鐵6。

若以空心外殼1的左下角為坐標原點，所述第二x方向加速度計4和第二y方向加速度計5的粘結點的x、y坐標值要分別大于所述第一x方向加速度計2和第一y方向加速度計3的粘結點的x、y坐標值；所述磁鐵6使所述傳感器在所述傳感器的x,y和z方向分別吸附固定在抽油機游梁上。

上述基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器的位移測量方法，所述第一x方向加速度計2、第一y方向加速度計3、第二x方向加速度計4和第二y方向加速度計5用于測量游梁式抽油機的光桿位移，通過上述加速度計的測量結果可以直接計算得到游梁轉動的角速度ω的大小和方向，對角速度ω積分可以得到角位移，再結合抽油機游梁自身的結構參數就可以計算得到抽油機光桿位移。

所述基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器通過所述磁鐵6吸附安裝在抽油機游梁上的直三面角結構處，所謂直三面角結構就是三個平面垂直相交的結構，一般游梁式抽油機的游梁上都有多個這樣的直三面角結構，它們都能夠用于安裝所述傳感器。

所述基于加速度測量的游梁式抽油機光桿位移傳感器在空間內有一定的可測量范圍，若以空心外殼1的左下角為坐標原點，該范圍要求所述游梁的轉動中心的x坐標小于第一x方向加速度計2的x坐標或大于第二x方向加速度計4的x坐標，且所述游梁的轉動中心的y坐標小于第一y方向加速度計3的y坐標或大于第二y方向加速度計4的y坐標，安裝所述傳感器時要保證所述游梁的轉動中心位于所述傳感器的可測量區域內。

和現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)維護、使用方便，可以實現長期的在線測量。

(2)適用性強，可以用于不同型號的游梁式抽油機。