專(zhuān)利名稱(chēng)：游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制方法，特別涉及一種游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的游梁式抽油機(jī)主要由底座、電機(jī)、支架及支架軸、通過(guò)支架軸安裝在 支架上的游梁、安裝在底座上的減速箱、連接在減速箱輸出軸和游梁之間的曲 柄連桿構(gòu)成，它采用電子開(kāi)關(guān)來(lái)控制游梁式抽油機(jī)的上、下沖程，存在的問(wèn)題 針對(duì)不同的井況和采油需求，需要停機(jī)以實(shí)現(xiàn)改變電子開(kāi)關(guān)位置或用吊車(chē)吊裝 做機(jī)械調(diào)整，因此操作麻煩且易造成枯井或卡井，不能靈活地控制上、下沖程范 圍和任意行程區(qū)間控制，并且影響生產(chǎn)進(jìn)度。
本發(fā)明的目的是要提供一種針對(duì)不同的井況和采油需求，無(wú)需停機(jī)，不需要 用吊車(chē)吊裝機(jī)械調(diào)整，操作方便，可任意以角度標(biāo)定做為沖程位置來(lái)控制上、下 沖程范圍和任意行程區(qū)間控制，能更好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同的采油工況的游梁式抽油 機(jī)的智能化控制方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在游梁式抽油機(jī)的游梁或支架軸或減速箱輸出軸 上安放角度傳感裝置，通過(guò)角度參數(shù)信息代表游梁機(jī)整個(gè)沖程的位置并以 數(shù)字恒流形式傳輸至控制單元，控制單元通過(guò)輸入設(shè)備預(yù)先輸入控制參數(shù) 并結(jié)合角度傳感裝置輸入的角度參數(shù)信息作為控制依據(jù)，并通過(guò)變頻器給 電機(jī)控制信號(hào)，控帝lj任意行程點(diǎn)的即時(shí)速度及自由調(diào)改沖程量及行程區(qū)間，從 而實(shí)現(xiàn)上下沖程多分段沖程量值、每段時(shí)長(zhǎng)及根據(jù)油井供液能力在所需行程點(diǎn)的 歇停時(shí)間控制。上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，所述的控制參數(shù)為上、下沖程量值、 所分段數(shù)、每段所需時(shí)間以及所需行程點(diǎn)的竭停時(shí)間。
上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給控制單元，再 通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī),進(jìn)行控制，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，所述的控制單元設(shè)有通訊接口，通 過(guò)通訊接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，所述的控制單元為單片機(jī)、工控機(jī) 或可編程控制器。
上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，所述的變頻器為具有回饋單元的變 頻器。
上述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，所述的角度控制裝置為角度變送 器、傾角或轉(zhuǎn)角傳感器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法以任意升降連續(xù)角度對(duì)應(yīng)的即時(shí)事件為調(diào)節(jié)對(duì)象， 可控制任意行程點(diǎn)的即時(shí)速度，實(shí)現(xiàn)上下沖程多分段控制及歇停，等待油井供液 能力恢復(fù)后運(yùn)行，使得游梁式抽油機(jī)的固定運(yùn)動(dòng)特性變?yōu)榭筛鶕?jù)油井狀態(tài)自由調(diào) 節(jié)的可變運(yùn)動(dòng)特性，針對(duì)不同的井況和釆油需求無(wú)需停機(jī)，不需要用吊車(chē)吊裝
做機(jī)械調(diào)整來(lái)改變沖程，操作方便，能更好i&i應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同的采油工況，從而滿(mǎn)
足工況復(fù)雜多變的油井和復(fù)雜油藏的開(kāi)采要求，達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)能、無(wú)級(jí)變頻調(diào)速
和自動(dòng)控制的效果，提高了抽油系統(tǒng)的效率。


圖1是游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的控制方框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，本發(fā)明有一個(gè)由底座l、安裝在底座1上的電機(jī)2、支架10及支
架軸9、通過(guò)支架軸9安裝在支架10上的游梁7和驢頭8、安裝在底座1上的減 速箱3、連接在減速箱輸出軸4和游梁7之間的曲柄5和連桿6構(gòu)成的游梁式 抽油機(jī)，在游梁7或支架軸9或減速箱輸出軸4上安放角度傳感裝置ll， 所述的角度控制裝置11可采用角度變送器或轉(zhuǎn)角傳感器。通過(guò)角度參數(shù)信息反 映游梁式抽油機(jī)整個(gè)沖程并以數(shù)字恒流形式傳輸至控制單元12，控制單元 12可采用單片機(jī)或工控機(jī)或可編程控制器(PLC)，在控制單元12的輸入端接有 輸入設(shè)備15，所述的輸入設(shè)備15可采用鍵盤(pán)、遙控器或觸膜屏，在控制單元12 的顯示輸出端還接有顯示單元16。通過(guò)人工設(shè)置向輸入設(shè)備15輸入控制參數(shù)， 控制參數(shù)包括上、下沖程量值、所分段數(shù)、每段所需時(shí)間以及所需行程點(diǎn)的竭停 時(shí)間?？刂茊卧?2根據(jù)由輸入設(shè)備15輸入的控制參數(shù)并結(jié)合角度控制裝置 11輸入的角度參數(shù)信息作為控制依據(jù)經(jīng)過(guò)變頻器13給電機(jī)2控制信號(hào)，控 制任意行程點(diǎn)的即時(shí)速度及自由調(diào)改沖禾級(jí)行程區(qū)間，從而實(shí)現(xiàn)上下沖程多分段 沖量值、每段時(shí)長(zhǎng)及根據(jù)油井供液能力在所需行程點(diǎn)歇停時(shí)間的控制。通過(guò)顯示 單元16可顯示輸入的控制參數(shù)及抽油機(jī)工作過(guò)程中的沖程點(diǎn)、沖程速度等實(shí)時(shí) 信息。同時(shí)，電機(jī)2轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)霍爾器件輸入至控制單元12，經(jīng)過(guò)變頻器13 可調(diào)整電機(jī)12轉(zhuǎn)速，使電機(jī)2運(yùn)行平穩(wěn)?？刂茊卧?2還設(shè)有通訊接口，通過(guò)通 訊接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)14連接，控制單元12可將實(shí)時(shí)信息輸出到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)14; 通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)14輸入控制參數(shù)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及作業(yè)數(shù) 據(jù)管理。
現(xiàn)場(chǎng)列舉一口處于瀕臨二次開(kāi)采階段油井，開(kāi)采前期油液位相對(duì)高一些，一臺(tái)沖程合適的抽油機(jī)剛好在接近最大沖程運(yùn)行開(kāi)采作業(yè)，隨著油量滲透速度變 緩而油液位變低，這時(shí)可以將上、下沖程的數(shù)值(所對(duì)應(yīng)水平面的兩個(gè)角度折合 位值)人為調(diào)到合適的開(kāi)采油液面斷面范圍內(nèi)，此時(shí)抽油機(jī)就工作在這個(gè)設(shè)置范 圍的小沖程循環(huán)工作狀態(tài)，再輔以變頻器的可隨意改變?cè)谏?、下沖程的不同點(diǎn)的 即時(shí)速度及任意位置來(lái)實(shí)現(xiàn)停歇且時(shí)間可調(diào)的運(yùn)行，也可以工作在若干個(gè)所需的 不同斷面的綜合多個(gè)小行程的集中優(yōu)化控制。因其工作在遠(yuǎn)小于抽油機(jī)的最大沖 程的小沖程狀態(tài)，節(jié)能效果明顯，并且可以大大降低抽油作業(yè)時(shí)的水的數(shù)量及顯 著提高釆油效率和質(zhì)量，有利于穩(wěn)采高產(chǎn)的目標(biāo)。
而傳統(tǒng)的變頻控制方法就只能在固定沖程范圍空撈工作，如果為改變沖程停 機(jī)機(jī)械吊裝不但費(fèi)時(shí)費(fèi)事，該項(xiàng)作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還可能造成枯井卡井事故，用變頻 器加行程開(kāi)關(guān)的方法也只能以固定的上、下沖程速度運(yùn)行，因抽油機(jī)自始至終在 最大沖程運(yùn)行且上、下沖程速度只能以單一速度運(yùn)行，節(jié)能只能是變頻帶來(lái)的少 之甚少的節(jié)能效果，隨著油滲速度變低，其結(jié)果是水多油少，采油效率質(zhì)量 低下，7佳以穩(wěn)采高產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、一種游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是在游梁式抽油機(jī)的游梁或支架軸或減速箱輸出軸上安放角度傳感裝置，通過(guò)角度參數(shù)信息代表游梁機(jī)整個(gè)沖程的位置并以數(shù)字恒流形式傳輸至控制單元，控制單元通過(guò)輸入設(shè)備預(yù)先輸入控制參數(shù)并結(jié)合角度傳感裝置輸入的角度參數(shù)信息作為控制沖程的位置依據(jù)，并通過(guò)變頻器給電機(jī)控制信號(hào)，控制任意行程點(diǎn)的即時(shí)速度及自由調(diào)改沖程及行程區(qū)間，從而實(shí)現(xiàn)上下沖程多分段沖量值、每段時(shí)長(zhǎng)及根據(jù)油井供液能力在所需行程點(diǎn)的歇停時(shí)間控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是所 述的控制參數(shù)為上、下沖，呈量值、所分段數(shù)、每段所需時(shí)間以及所需行程點(diǎn)的竭 停時(shí)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是電 機(jī),信號(hào)傳遞給控制單元，再通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，構(gòu)成閉環(huán)控制 系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)禾腰求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是所 述的控制單元設(shè)有通訊接口 ，通M訊接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是所 述的控制單元為單片機(jī)、工控機(jī)或可編程控制器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是所 述的變頻器為具有回饋單元的變頻器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，其特征是所 述的角度控制裝置為角度變送器、傾角或轉(zhuǎn)角傳感器。
全文摘要
一種游梁式抽油機(jī)的智能化控制方法，解決了現(xiàn)有方法操作麻煩且易造成枯井，不能靈活控制上、下沖程和任意行程區(qū)間并且影響生產(chǎn)進(jìn)度的問(wèn)題。它在游梁式抽油機(jī)的游梁或支架軸或減速箱輸出軸上安放角度傳感裝置，通過(guò)角度參數(shù)信息代表游梁機(jī)整個(gè)沖程的位置并以數(shù)字恒流形式傳輸至控制單元，控制單元通過(guò)輸入的控制參數(shù)并結(jié)合角度傳感裝置輸入的角度參數(shù)信息作為控制依據(jù)，通過(guò)變頻器給電機(jī)控制信號(hào)，控制任意行程點(diǎn)的即時(shí)速度及自由調(diào)改沖程及行程區(qū)間，實(shí)現(xiàn)上下沖程多分段沖量及根據(jù)油井供液能力在所需行程點(diǎn)歇?？刂啤?yōu)點(diǎn)是無(wú)需停機(jī)，操作方便，可任意以角度標(biāo)定做為沖程位置來(lái)控制上、下沖程和任意行程區(qū)間，能更好適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同的采油工況。
文檔編號(hào)G05B19/04GK101424928SQ200810229259
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月30日
發(fā)明者王國(guó)強(qiáng), 葛敬東 申請(qǐng)人:葛敬東