[其他]抽油機變速控制器

無效

• 申請號: 88202297
• 申請日: 1988-03-31
• 公開（公告）號: CN88202297U
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發明（設計）人: 齊敬思
• 申請（專利權）人: 齊敬思
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 北京三友專利事務所
• 代理人: 黃衛良

本實用新型是油田用抽油機的自動控制及節能裝置。

目前我國已有各類抽油機30000多臺，每年以7000～10000臺的速度發展。抽油機能否科學經濟地運行和工作是人們普遍關心的一個問題。然而相當數量的油井由于供液不足和其它原因，油井內的動液面是經常變化的，因此當動液面下降到抽油泵之下時，泵就形成“抽空”現象，這種現象浪費了大量的電力，大大增加了柱塞和泵筒的磨損，因此是人們非常不希望的。

目前，為解決這一問題，有人在井筒內安裝1～2個壓力傳感器，以監視其井筒內動液面的變化。這種方法雖然原理是正確的，但在實施過程中有一系列的困難。首先，把傳感器準確地放到井筒內的某一位置以及和地面的聯系均較困難，同時傳感器在幾千米的井下工作不可靠，成本也比較高，因此這一方案只停留在試驗階段，沒有用于生產。

另外，現有抽油機變換沖次（即變速）是靠更換電機及減速箱皮帶輪來實現的，這需要停機和準備備件，這對于經常更換沖次是非常不方便的。

本實用新型的目的是要提供一種既在原理上可行，又便于在現場惡劣工況環境下實施的抽油機自動控制裝置，它可以根據傳感器測得的載荷情況，自動控制抽油機快速、慢速抽油或停機。

本實用新型的目的是這樣達到的。在抽油機的驢頭上安裝一個壓力傳感器，監測抽油桿光桿負荷的變化。光桿的上端和驢頭連接在一起，光桿的下端用接箍和抽油桿連接起來，因此光桿負荷相當于驢頭上的實際載荷，等于抽油桿柱重量加上被抽油的負荷，加上克服摩擦等。傳感器的工作范圍同抽油機光桿負荷相匹配，其信號輸出為電壓輸出。當泵掛深度，抽油桿直徑等參數已知時，不難算出其桿柱的重量。當光桿負荷重量接近此值時，即認為出現“抽空”現象，控制系統使繼電器組動作，電動機停機。當抽油桿出現“脫斷”事故時，因光桿負荷更小，所以也停機。同理根據負荷在預定的最大和最小值范圍內的變化可以改變電動機的轉速。在本實用新型中，電動機為一個雙速電機，兩種轉速相差一倍。當負荷在上限時，本控制器自動使其在低擋沖次上工作，當負荷在下限時，控制器自動使其在高擋沖次工作。這一“超載”和“欠載”現象的處理均是自動實現的。下面結合附圖作進一步說明。

附圖1為抽油機變速控制器電原理圖。附圖1中，1為傳感器，2為比例運算放大器，3為雙比較器，上面那個為上限比較器，下面那個為下限比較器，4為驅動電路，5為中間繼電器組，6為工作繼電器組，7為雙速電機。A、B、C、D分別表示三相四線電源的A、B、C相和地線。傳感器采用全橋應變式應力傳感器，即在一個彈性體上，貼上四個等阻值的應變片，組成一個惠斯頓電橋。當光桿負荷變化時，傳感器1輸出一個不平衡直流信號，此信號的大小真實地反映了光桿負荷的大小。傳感器設有調零點電位器R_W2和調靈敏度電位器R_W1，使得傳感器可以通用。另外，傳感器本身帶有自動溫度補償電阻，可以適于一年四季使用。比例運算放大器把傳感器測得的信號經一定比例放大到0－5V，改變R₄可改變比例。雙比較器是本電路的核心。比較器由上限比較器和下限比較器組成，上限比較器一般比較電壓設在3V左右，下限比較器比較電壓設在1V左右。當光桿負荷在3噸以上時，表明抽油較少，抽油機處于“欠荷”狀態，這時下限比較器翻轉，使高靈敏繼電器Z^′₂通電，J^′₂吸合，使中間繼電器Z₂通電，J₂吸合，Z_k通電，繼電器組J_k1－3吸合，電機快速運轉。當比例放大器來的信號大于3V時，相當于光桿負荷在8－9噸，表示抽油較多，抽油機處于“超載”狀態，這時上限比較器翻轉，Z^′₁通電，J^′_1－1閉合，J^′_1－2打開，Z₂斷電，J₂打開，快速運轉停止。此時由于J^′_1－1閉合，Z₁通電，J₁吸合，延時繼電器Z_M延時1秒后起動，使J_M1－3閉合，電機慢速運轉。當出現“抽空”或“脫斷”時，光桿負荷小于3噸，比例放大器輸出小于1V，2個比較器均不翻轉，Z^′₁、Z^′₂均不通電，則J^′₁、J^′₂均斷開，Z₁、Z₂均不通電，J₁、J₂均斷開，電機停止工作，實現抽空控制和“脫斷”事故診斷。