游梁式抽油机曲柄定位系统的制作方法

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1.本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种游梁式抽油机曲柄定位系统。


背景技术：

2.专利号为202021811707.8的《抽油机智能节电间抽控制系统》，设计了一种按照设置的时间控制抽油机自动启停的系统，使抽油机可以间歇工作，达到节电的目的。但没有考虑到抽油机启动瞬间不是在平衡状态，抽油机启动时不但要克服抽油杆、液柱的重量，还要克服摩擦力及自身的惯性，所以启动瞬间功率很大，会对电网造成冲击，尤其间抽工作模式时，抽油机频繁启停，对电网的冲击更大，也会减少电机的寿命。根据抽油机的结构，为减小启动功耗，启动时最好在抽油机的平衡状态，即曲柄的平衡状态下启动。根据抽油机的结构，曲柄的平衡位置即电机的最小功耗点。
3.常规的确定电机功耗低点的方法是在抽油杆悬点安装拉力传感器、井座安装霍尔传感器、电机安装转速编码器，这样组合测量电机的功耗，以便确定电机的最小功耗点，即曲柄的平衡位置。使用成本高，使用过程麻烦。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种游梁式抽油机曲柄定位系统，该系统实现了利用电参数据分析电机功耗低点，简单方便，不用安装拉力传感器、霍尔传感器、转速编码器等常规外部设备来组合分析电机功耗低点，节约了成本，在曲柄平衡位置即电机最小功耗点启停电机，减轻电机的负荷，减少对电网的冲击。克服了现有抽油机间歇工作时无法确定在曲柄的平衡状态下启停，对电网冲击大，减少电机寿命的不足。
5.本发明所采取的技术方案是：一种游梁式抽油机曲柄定位系统，包括电机、减速机和曲柄，电机与减速机相连接，减速机与曲柄相连接；还包括智能控制触摸屏，智能控制触摸屏分别与交流电能采集模块、变频伺服器相连接，交流电能采集模块与电网相连接，变频伺服器分别与电机、电网相连接；
6.所述交流电能采集模块能够采集电网的瞬时电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据，并传送给智能控制触摸屏；
7.所述变频伺服器能够将实时运行的电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据传送给智能控制触摸屏，变频伺服器能够接收智能控制触摸屏的指令控制电机的启停；
8.所述智能控制触摸屏包括人机交互模块、电机控制模块、电参数据接收模块和电机最小功耗分析模块，所述人机交互模块通过人为能够设置抽油机连续模式时间、抽油机停机模式时间、抽油机整周运行时间的参数，电机控制模块能够接收上述参数并给变频伺服器发送指令，控制抽油机的自动启停；所述人机交互模块通过人为能够设置获取电参数据的方式，电参数据接收模块能够依照上述设置，选择接收交流电能采集模块或变频伺服器传送的电参数据；
9.所述电机最小功耗分析模块通过智能控制触摸屏接收的电参数据确定在抽油机连续模式剩余时间x分钟内的电机功耗最小值，在抽油机连续模式剩余时间小于0.001分钟时，抽油机进入准备停机状态，此时抽油机进行最多一整周的运行，在此期间当电机瞬时功耗等于上述电机功耗最小值时，确定此时为电机最小功耗点，此时电机最小功耗分析模块对变频伺服器发出指令控制停止电机。
10.进一步地，所述抽油机连续模式剩余时间x分钟为抽油机连续模式剩余时间5分钟。
11.本发明的有益效果是：本发明实现了利用电参数据分析电机功耗低点，简单方便，不用安装拉力传感器、霍尔传感器、转速编码器等常规外部设备来组合分析电机功耗低点，节约了成本，在曲柄平衡位置即电机最小功耗点启停电机，减轻电机的负荷，减少对电网的冲击。
附图说明：
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
13.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
14.如图1所示，一种游梁式抽油机曲柄定位系统，包括电机4、减速机5和曲柄6，电机4与减速机5相连接，减速机5与曲柄6相连接；还包括智能控制触摸屏2，智能控制触摸屏2分别与交流电能采集模块1、变频伺服器3相连接，交流电能采集模块1与电网7相连接，变频伺服器3分别与电机4、电网7相连接；
15.所述交流电能采集模块1能够采集电网7的瞬时电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据，并传送给智能控制触摸屏2；
16.所述变频伺服器3能够将实时运行的电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据传送给智能控制触摸屏2，变频伺服器3能够接收智能控制触摸屏2的指令控制电机4的启停；
17.所述智能控制触摸屏2包括人机交互模块、电机控制模块、电参数据接收模块和电机最小功耗分析模块，所述人机交互模块通过人为能够设置抽油机连续模式时间、抽油机停机模式时间、抽油机整周运行时间的参数，电机控制模块能够接收上述参数并给变频伺服器3发送指令，控制抽油机的自动启停；所述人机交互模块通过人为能够设置获取电参数据的方式，电参数据接收模块能够依照上述设置，选择接收交流电能采集模块1或变频伺服器3传送的电参数据；
18.所述电机最小功耗分析模块通过智能控制触摸屏2接收的电参数据确定在抽油机连续模式剩余时间5分钟内的电机功耗最小值，在抽油机连续模式剩余时间小于0.001分钟时，抽油机进入准备停机状态，此时抽油机进行最多一整周的运行，在此期间当电机瞬时功耗等于上述电机功耗最小值时，确定此时为电机最小功耗点，此时电机最小功耗分析模块对变频伺服器3发出指令控制停止电机4。
19.游梁式抽油机的工作原理是：由电机4提供动力，经减速机5将电机4的高速转动变为抽油机曲柄的低速转动，并由曲柄、连杆、游梁、驴头将旋转运动变为抽油杆的上、下往复
运动，经悬绳器总成带动深井泵工作。根据抽油机的结构，曲柄6的平衡位置即电机4的最小功耗点。
20.因为抽油机的悬点载荷受井液充满度、油杆磨损程度、摩擦力等因素影响，是动态变化的，所以曲柄的平衡位置也是变化的，每次连续模式结束前5分钟重新寻找最低功耗点，以确保停机的位置准确。抽油机配重和驴头也存在不平衡，所以曲柄的平衡位置可能存在两个位置的情况。
21.本发明利用智能控制触摸屏2内的电机最小功耗分析模块分析电参数据，寻找电机最小功耗点，即可确定曲柄6的平衡位置，方法简单方便，不用再借助拉力传感器、霍尔传感器、转速编码器等常规外部设备来组合分析电机功耗低点，节约了成本。并以此方法来指导《抽油机智能节电间抽控制系统》控制抽油机的自动启停，在电机最小功耗点启停电机，减轻了电机的负荷和减少对电网的冲击。
22.在曲柄6平衡位置即电机最小功耗点启停电机4，减轻了电机4的负荷和减少对电网7的冲击。停抽时间要充分考虑油井产量、油井结蜡、冬季冻堵等现像，在不同井次、不同时间，曲柄的平衡位置是动态变化的，可以利用智能控制触摸屏2的强大人机可交互特性，选择一井一周期的最优间抽方案。
23.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种游梁式抽油机曲柄定位系统，包括电机(4)、减速机(5)和曲柄(6)，电机(4)与减速机(5)相连接，减速机(5)与曲柄(6)相连接；其特征在于：还包括智能控制触摸屏(2)，智能控制触摸屏(2)分别与交流电能采集模块(1)、变频伺服器(3)相连接，交流电能采集模块(1)与电网(7)相连接，变频伺服器(3)分别与电机(4)、电网(7)相连接；所述交流电能采集模块(1)能够采集电网(7)的瞬时电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据，并传送给智能控制触摸屏(2)；所述变频伺服器(3)能够将实时运行的电压、电流、能耗、有用功率、功率因数的电参数据传送给智能控制触摸屏(2)，变频伺服器(3)能够接收智能控制触摸屏(2)的指令控制电机(4)的启停；所述智能控制触摸屏(2)包括人机交互模块、电机控制模块、电参数据接收模块和电机最小功耗分析模块，所述人机交互模块通过人为能够设置抽油机连续模式时间、抽油机停机模式时间、抽油机整周运行时间的参数，电机控制模块能够接收上述参数并给变频伺服器(3)发送指令，控制抽油机的自动启停；所述人机交互模块通过人为能够设置获取电参数据的方式，电参数据接收模块能够依照上述设置，选择接收交流电能采集模块(1)或变频伺服器(3)传送的电参数据；所述电机最小功耗分析模块通过智能控制触摸屏(2)接收的电参数据确定在抽油机连续模式剩余时间x分钟内的电机功耗最小值，在抽油机连续模式剩余时间小于0.001分钟时，抽油机进入准备停机状态，此时抽油机进行最多一整周的运行，在此期间当电机瞬时功耗等于上述电机功耗最小值时，确定此时为电机最小功耗点，此时电机最小功耗分析模块对变频伺服器(3)发出指令控制停止电机(4)。2.按照权利要求1所述的游梁式抽油机曲柄定位系统，其特征在于：所述抽油机连续模式剩余时间x分钟为抽油机连续模式剩余时间5分钟。

技术总结
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种游梁式抽油机曲柄定位系统。该系统包括智能控制触摸屏，智能控制触摸屏分别与交流电能采集模块、变频伺服器相连接，交流电能采集模块与电网相连接，变频伺服器分别与电机、电网相连接。本发明实现了利用电参数据分析电机功耗低点，简单方便，不用安装拉力传感器、霍尔传感器、转速编码器等常规外部设备来组合分析电机功耗低点，节约了成本，在曲柄平衡位置即电机最小功耗点启停电机，减轻电机的负荷，减少对电网的冲击。电网的冲击。


技术研发人员：于跃庭 杨建平 季海亮 张宏波 曹敬涛 张朝升 张硕 孟庆宝 宫一傲 蒋珂 武勇 徐媛 李壮 李春龙 李梦丽
受保护的技术使用者：盘锦辽河油田裕隆实业集团有限公司
技术研发日：2022.04.16
技术公布日：2022/7/12