[實用新型]一種抽油機負載模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201822056235.9
• 申請日: 2018-12-09
• 公開（公告）號: CN209296334U
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 魏燕定;王彥哲;方升;何光玉;宋執環
• 申請（專利權）人: 杭州中油智井裝備科技有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種抽油機負載模擬試驗裝置，包括控制系統、負載模擬系統、滑動減振平臺以及負載導向機構。所述負載模擬機構由伺服電機和磁粉制動器提供負載，測力傳感器反饋調節負載大小。所述減振測力平臺上設置有沿固定導桿運動的模具彈簧以及直線滑軌組件，有效降低了設備運行過程中瞬間沖擊產生的波動，提高了系統控制負載的精確性和靈敏性。本實用新型提供了一種以伺服電機的扭矩控制模式配合磁粉制動器的數字化抽油機負載模擬試驗裝置，可以更精確、方便地來模擬各種抽油工況。

技術領域

本實用新型涉及一種抽油機負載模擬試驗裝置，屬于機電一體化應用新領域。

背景技術

抽油機是石油開采過程中最重要的機械設備，主要包括游梁式抽油機和塔式抽油機兩種類型。游梁式抽油機因其結構簡單、使用方便、容易制造成為了目前技術最成熟、使用最廣泛的抽油機，但是它存在驢頭懸點運動加速度大、平衡效果差、效率低以及長沖程距離有限等顯著問題。而塔式抽油機因其結構中的抽油桿和配重之間的平衡，相互不間斷地交換存儲和釋放勢能的過程，實現了運動的平衡，能有效解決抽油機械效率低、難以長沖程和高耗能的問題，因此這種類型的抽油機在近十年得到重視，許多單位都投入進行了開發。

然而，目前此領域的現狀是許多開發的產品并沒有成功，主要原因是在樣機開發完后，沒有在研究場所進行大量的試驗研究，而是馬上去油井口進行現場試驗，在試驗過程中難免會出現在設計時考慮不全的各種問題。但是抽油機油井位于野外，現場環境條件惡劣，發現問題不便于現場采集數據和改良設備，因此需要將設備拆下運回研究場所再做調整，這個過程耗費了大量的時間和人力，增加了不必要的科研成本。

因此，有必要提供一種能夠準確模擬抽油機采油過程載荷的模擬試驗臺，根據試驗需要來模擬油井現場的各種載荷工況，在開發過程中可以在實驗室進行大量的性能試驗，例如型式試驗、耐久性試驗等，優化抽油機設備的結構和控制程序。

目前，國內關于抽油機負載模擬試驗臺的設計也有相關的案例。專利號為201521007220.3授權的“抽油機廠內要求試驗懸點載荷模擬裝置”可以對一定沖程下的多種抽油機進行懸點載荷模擬試驗，并可以模擬抽油桿變形，這種模擬抽油桿變形的裝置是通過在上橫梁與懸繩器中間布置彈簧來實現的，但是這種方法無法模擬不同抽油工況下的抽油桿變形，也無法精確模擬。抽油桿變形是一種常見的現象，反映至懸點就是載荷發生變化，而用伺服電機的扭矩控制模式加上磁粉制動器，可以采用數字化的方式來精確加載，可以更方便地來模擬各種抽油工況，如模擬抽油桿變形產生的力，油泵被石蠟、泥砂卡阻產生的摩擦力等。

專利號為201520676384.9授權的“抽油機懸點載荷模擬裝置”提供了一種抽油機懸點載荷模擬裝置，通過設置的液壓缸配重，并通過液壓油閥的啟閉給液壓缸配重內供應液壓油來模擬抽油機工作狀態中的負載變化。這種結構存在的弊端是載荷的模擬需要依靠液壓缸配重內的液壓油量來調節，液壓油的泵送和壓回需要一定的時間，無法做到快速精確地提供抽油機所需載荷，系統控制的靈敏性不足。而采用伺服電機的扭矩控制模式和磁粉制動器，可以實時精確加載，系統響應迅速，控制靈敏。

專利號為201220332177.8的“數字化抽油機模擬實驗臺”提供了一種數字化抽油機模擬實驗臺，包括抽油機本體、用于產生地下載荷的實驗臺模擬控制系統以及地下載荷執行單元；實驗臺模擬控制器通過地下載荷執行單元與抽油機本體相連，這項專利只是提供了一種數字化實驗臺的思路，通過載荷傳感器提供反饋，控制器調整電機提供載荷，但這種裝置的弊端是連接繩在傳遞載荷時由于剛度較高，系統的振動所引起的負載波動比較大，載荷傳感器無法實時測得準確的載荷大小，實際應用情況下電機控制困難，很容易導致電機超負荷報警停止運行。因此有必要設計一種能有效降低振動的負載模擬試驗臺，采用伺服電機的扭矩控制模式加載，并加入磁粉制動器提供輔助加載，更精確地提供符合抽油機實際工況的負載。