[發明專利]一種皮帶式抽油機的速度控制裝置

在審

• 申請號: 201811324577.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111219170A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 孫東;李煒;齊光峰;范路;王強;周亮;肖志勇
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/008;H02P6/08
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 張玉琳

本發明提供了一種皮帶式抽油機的速度控制裝置，屬于抽油機設備領域。其技術方案為：一種皮帶式抽油機速度控制裝置，包括抽油機，其特征在于，還包括用于檢測光桿位置的信號采集器一，用于檢測電動機角位移的信號采集器二，用于采集電參數的信號采集器三，還包括用于信號接收和處理的控制單元。本發明的有益效果為：實時監測皮帶式抽油機光桿的位置，在光桿接近死點時，提前采取處理以便減小換向時的機械沖擊，延長抽油機機械系統壽命。

技術領域

本發明涉及抽油機領域，尤其涉及一種皮帶式抽油機的速度控制裝置。

背景技術

皮帶式抽油機是一種具有國際領先水平的長沖程、慢沖次、純機械傳動的抽油機，操作簡單，維護方便，使用安全，其良好的采油工藝性能和可靠的機械性能使得該抽油機在是世界上應用最廣泛的一種無游梁抽油機。但是皮帶式抽油機在換向過程中，即光桿到達上死點和下死點位置時，由于負荷的加大造成輸入軸竄軸，齒輪受損，對設備帶來沖擊，并影響電動機的運行效率，這不但會使電動機本身能耗有所增加，而且給電網造成了附加損耗，降低了電網容量和變壓器設備的利用率。因此，需要實時監測皮帶式抽油機光桿的位置，以便在光桿接近死點位置時提前采取處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以實時監測皮帶式抽油機光桿的位置，在光桿接近死點時，提前采取處理以便減小換向時的機械沖擊，延長抽油機機械系統壽命的皮帶式抽油機的速度控制裝置。

本發明是通過如下措施實現的：一種皮帶式抽油機速度控制裝置，包括抽油機，其特征在于，還包括用于檢測光桿位置的信號采集器一，用于檢測電動機角位移的信號采集器二，用于采集電參數的信號采集器三，還包括用于信號接收和處理的控制單元。

進一步，所述信號接受器一為接近開關一，所述接近開關一設置在抽油機上且與所述光桿下死點的位置相對應。所述信號接受器二包括接近開關二，所述接近開關二設置在散熱風扇的防護罩上，扇葉上均設置有鐵片，所述接近開關與所述散熱風扇的轉軸偏心設置且與所述鐵片相對應，所述信號接收器三為電參數采集器，所述電參數采集器的輸入端與變頻器的輸出端電連接，所述控制單元為可編程邏輯控制器PLC，所述可編程邏輯控制器PLC的輸入模塊電連接有所述接近開關一、所述接近開關二和所述電參數采集器的輸出端，輸出模塊連接有所述變頻器，所述散熱風扇的扇葉至少均勻設置有三個。所述散熱風扇為電動機的散熱風扇，所述變頻器用來控制電動機。

皮帶式抽油機的工作原理為：電動機經過皮帶傳動作為減速箱的輸入，減速箱的輸出驅動鏈輪運動帶動主動輪旋轉，從動輪在鏈輪鏈條的帶動下帶動循環泵運動，循環泵上下分別連接著兩個鏈條，兩條鏈條分別通過天輪等滑輪結構與光桿和平衡塊相連，主動輪系統的循環運動驅動光桿完成抽油和提升的往復運作。所述皮帶式抽油機為現有技術，在此不再贅述。

其中，光桿在一個完整的沖程過程中上下移動的距離是不變的，同樣電動機在這個過程中轉動的圈數也是一定的，因此可以通過監測電動機轉動的圈數和光桿在一個行程內的固定位移確定光桿在電動機轉動多少圈時接近死點。

所述接近開關一可用來確定光桿到達下死點的位置，并發出信號。所述接近開關二和所述鐵片可以用來確定電動機轉動的圈數。電動機每轉動一圈，所述鐵片與所述接近開關二配合會發出脈沖信號。

分析光桿位移與電動機轉速的關系:將完整的運動沖程沖程進行時間分段，一個完整的沖程分為上沖程和下沖程，如圖1所示，--代表的是光桿速度曲線；…代表的是光桿加速度曲線，橫軸為行程，縱軸為速度。A點代表光桿在一個沖程中的下死點位置，光桿開始向上做加速度減小的加速運動，運動到B點位置速度最大，B點之后光桿開始做勻速運動直到C點，C點開始換向，光桿做加速度增加的減速運動，D點代表光桿到達沖程的最高點，DE段開始做加速度減小的加速運動，EF段是勻速，FA段做加速度增加的減速運動到達下死點，分別分析各個時間段內懸點的速度，尤其是光桿在到達上下死點時懸點的速度，公式為：將完整的單個運動沖程進行時間分段，分別分析各個時間段內懸點的速度，尤其是所述光桿在到達上下死點時懸點的速度，分析推導得：