一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，其包括測(cè)試儀主機(jī)，其中，所述微位移示功儀還包括用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之游梁上表面的微位移載荷傳感器與用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之支架軸正上方的無(wú)線角位移傳感器，所述微位移載荷傳感器、所述無(wú)線角位移傳感器與所述微位移示功儀均通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信連接。本實(shí)用新型能直接輸出振弦的自振頻率信號(hào)，具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、受電參數(shù)影響小、零點(diǎn)漂移小、受溫度影響小、性能穩(wěn)定可靠、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性，降低了其使用與維護(hù)成本。
【專利說(shuō)明】一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采領(lǐng)域，尤其涉及一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀。
【背景技術(shù)】
[0002]抽油機(jī)采油是目前石油開采過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，其中應(yīng)用最早、普及最廣的是游梁式抽油機(jī)，在采油機(jī)械中占有舉足輕重的地位。油井示功圖的測(cè)量與分析，是診斷井下泵工作狀況以及液量分析的主要手段?，F(xiàn)有的示功圖的測(cè)量方法有兩類。第一類是直接測(cè)量法，通過(guò)在懸點(diǎn)夾持傳感器測(cè)得載荷數(shù)據(jù)，采用拉線式傳感器獲得抽油桿位移數(shù)據(jù)，通過(guò)線纜將兩路信號(hào)連接至測(cè)試儀主機(jī)完成示功圖測(cè)量。載荷傳感器接受連續(xù)大幅度交變載荷的作用，普遍存在著安裝更換不便，零點(diǎn)易漂移，測(cè)試過(guò)程存在安全隱患等弊端；機(jī)械式拉線位移傳感器，其拉線不能長(zhǎng)時(shí)間使用，無(wú)法進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，維護(hù)成本較高，其內(nèi)部的彈簧、電位器等部件很易松弛、磨損，抗震性也差，故障率也很高，受外形尺寸的限制，無(wú)法對(duì)沖程大于八米的油井進(jìn)行位移測(cè)量。第二類是間接測(cè)量法，通過(guò)測(cè)量配套電動(dòng)機(jī)的電參數(shù)，結(jié)合電流示功圖進(jìn)行換算法，間接計(jì)算得出示功圖的數(shù)據(jù)，該方法受電機(jī)特性與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等方面的影響很大，形成的示功圖準(zhǔn)確性較差，影響測(cè)量結(jié)果。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，以提高測(cè)量準(zhǔn)確性，降低其使用與維護(hù)成本。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，其包括測(cè)試儀主機(jī)，其中，所述微位移示功儀還包括用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之游梁上表面的微位移載荷傳感器與用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之支架軸正上方的無(wú)線角位移傳感器，所述微位移載荷傳感器、所述無(wú)線角位移傳感器與所述微位移示功儀均通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信連接。
[0007]所述的微位移示功儀，其中，所述微位移載荷傳感器包括第一支座、鋼弦、用于表征鋼弦受力的傳感單元與第二支座，所述鋼弦設(shè)置在所述第一支座與第二支座之間，所述傳感單元與所述鋼弦相連接。
[0008]所述的微位移示功儀，其中，所述傳感單元包括電路主板，所述電路主板上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)傳感器線圈，所述驅(qū)動(dòng)傳感器線圈與所述鋼弦相連接。
[0009]所述的微位移示功儀，其中，所述鋼弦上套置有彈性保護(hù)管，所述第一支座與所述第二支柱上均設(shè)置有緊固夾頭。
[0010]所述的微位移示功儀，其中，所述無(wú)線角位移傳感器上設(shè)置有固定磁鐵吸盤，所述固定磁鐵吸盤設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之支架軸正上方的游梁上表面。
[0011]所述的微位移示功儀，其中，所述微位移載荷傳感器設(shè)置在所述支架軸與所述游梁式抽油機(jī)的驢頭之間的游梁上表面。
[0012]本實(shí)用新型提供的一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，將抽油機(jī)的游梁視為一個(gè)中間支撐兩邊受力的矩形截面的雙懸臂梁，載荷對(duì)抽油桿的作用力，通過(guò)驢頭等效為作用在游梁的自由端上的一個(gè)橫向力，并且材料中的應(yīng)力與應(yīng)變(單位變形量)之間成線性關(guān)系，抽油機(jī)的游梁在交變載荷的作用下會(huì)產(chǎn)生微量形變，通過(guò)安裝在游梁上的微位移載荷傳感器來(lái)檢測(cè)出游梁所承受交變載荷的大小，使用無(wú)線角位移傳感器完成對(duì)游梁的傾角測(cè)量，測(cè)試儀主機(jī)無(wú)線接收微位移載荷傳感器與無(wú)線角位移傳感器傳遞的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了示功圖測(cè)量，本實(shí)用新型能直接輸出振弦的自振頻率信號(hào)，具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、受電參數(shù)影響小、零點(diǎn)漂移小、受溫度影響小、性能穩(wěn)定可靠、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性，降低了其使用與維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型中帶有微位移示功儀之游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型中微位移載荷傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型提供了一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]本實(shí)用新型提供了一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，如圖1所示的，其包括測(cè)試儀主機(jī)，所述測(cè)試儀主機(jī)可以采用計(jì)算機(jī)、微處理器等技術(shù)形式。所述微位移示功儀還包括用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)I之游梁2上表面的微位移載荷傳感器3與用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)I之支架軸11正上方的無(wú)線角位移傳感器4，所述微位移載荷傳感器
3、所述無(wú)線角位移傳感器2與所述微位移示功儀均通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信連接。
[0017]所述測(cè)試儀主機(jī)采用超低功耗、低工作電壓的超大規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)電路，使用功耗極低的液晶顯示器作主機(jī)的顯示，合理運(yùn)用休眠技術(shù)，使主機(jī)的工作電流降至3毫安以下，休眠電流降至微安級(jí)；使用3節(jié)900毫安時(shí)的七號(hào)鎳氫電池供電即可滿足所述測(cè)試儀主機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間工作要求，極大地縮小了電池占用的的體積；采用觸摸屏輸入技術(shù)取代了原來(lái)的輸入按鍵，使現(xiàn)場(chǎng)輸入井號(hào)、發(fā)出各種命令更方便；而且由于觸摸屏與液晶顯示器占用空間重疊，有效的縮小了所述測(cè)試儀主機(jī)的體積，使之成為掌上機(jī)，十分便于攜帶；所述測(cè)試儀主機(jī)與各傳感器間運(yùn)用藍(lán)芽技術(shù)無(wú)線連接，解決了連線給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試帶來(lái)的諸多不便。
[0018]在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例中，如圖2所示的，所述微位移載荷傳感器3包括第一支座5、鋼弦6、用于表征鋼弦受力的傳感單元與第二支座7，所述鋼弦6設(shè)置在所述第一支座5與第二支座6之間,所述傳感單元與所述鋼弦7相連接。并且所述傳感單元包括電路主板8，所述電路主板8上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)傳感器線圈9，所述驅(qū)動(dòng)傳感器線圈9與所述鋼弦7相連接。
[0019]更進(jìn)一步的，所述鋼弦7上套置有彈性保護(hù)管10，所述第一支座5與所述第二支柱6上均設(shè)置有緊固夾頭，方便了所述微位移載荷傳感器3的安裝。
[0020]所述微位移載荷傳感器3以張緊的所述鋼弦7作為敏感元件，所述鋼弦7自振頻率與張緊力的大小有關(guān)，所述鋼弦7振動(dòng)頻率的變化量，即可表征受力的大小。當(dāng)被測(cè)所述游梁式抽油機(jī)I的游梁2發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，所述鋼弦7受到拉伸或壓縮，此變形傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變所述鋼弦7的振動(dòng)頻率。振動(dòng)頻率的平方正比于所述驅(qū)動(dòng)傳感器線圈9的應(yīng)變。其固有振動(dòng)頻率的變化量即可表征所述鋼弦7所受拉力的大小，通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路，就可得到與拉力成一定關(guān)系的電信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)傳感器線圈9測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)所述電路主板8采集并無(wú)線發(fā)送至所述測(cè)試儀主機(jī)，該頻率信號(hào)可同步反應(yīng)所述微位移載荷傳感器3所在點(diǎn)的溫度值。所述微位移載荷傳感器3是一種非電量電測(cè)的傳感器，直接輸出振弦的自振頻率信號(hào)，具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、受電參數(shù)影響小、零點(diǎn)漂移小、受溫度影響小、性能穩(wěn)定可靠、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，與目前普遍應(yīng)用的電阻應(yīng)變測(cè)量原理載荷傳感器相比，有著突出的優(yōu)越性。可用于游梁式、皮帶式、鏈條式以及具有垂直承重塔架的抽油機(jī)載荷數(shù)據(jù)的測(cè)取。
[0021]在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例中，所述無(wú)線角位移傳感器4上設(shè)置有固定磁鐵吸盤，所述固定磁鐵吸盤設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)I之支架軸11正上方的游梁2上表面。而所述微位移載荷傳感器3設(shè)置在所述支架軸11與所述游梁式抽油機(jī)I的驢頭12之間的游梁2上表面，只要游梁2產(chǎn)生位移，微位移示功儀即可測(cè)得游梁式抽油機(jī)之微位移示功圖。
[0022]所述無(wú)線角位移傳感器4對(duì)游梁2的傾角進(jìn)行測(cè)量，量程范圍在-45—+45度之間，采用磁鐵吸附的安裝方式，通過(guò)自帶所述固定磁鐵吸盤固定在支架軸11正上方的游梁2上表面，信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳送至所述測(cè)試儀主機(jī)，徹底摒棄了有線信號(hào)傳送的傳統(tǒng)模式，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)需拆卸懸繩器安裝、綜合成本降低、測(cè)試安全、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于游梁式抽油機(jī)的微位移示功儀，其包括測(cè)試儀主機(jī)，其特征在于，所述微位移示功儀還包括用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之游梁上表面的微位移載荷傳感器與用于設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之支架軸正上方的無(wú)線角位移傳感器，所述微位移載荷傳感器、所述無(wú)線角位移傳感器與所述微位移示功儀均通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微位移示功儀，其特征在于，所述微位移載荷傳感器包括第一支座、鋼弦、用于表征鋼弦受力的傳感單元與第二支座，所述鋼弦設(shè)置在所述第一支座與第二支座之間，所述傳感單元與所述鋼弦相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微位移示功儀，其特征在于，所述傳感單元包括電路主板，所述電路主板上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)傳感器線圈，所述驅(qū)動(dòng)傳感器線圈與所述鋼弦相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微位移示功儀，其特征在于，所述鋼弦上套置有彈性保護(hù)管，所述第一支座與所述第二支柱上均設(shè)置有緊固夾頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微位移示功儀，其特征在于，所述無(wú)線角位移傳感器上設(shè)置有固定磁鐵吸盤，所述固定磁鐵吸盤設(shè)置在所述游梁式抽油機(jī)之支架軸正上方的游梁上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微位移示功儀，其特征在于，所述微位移載荷傳感器設(shè)置在所述支架軸與所述游梁式抽油機(jī)的驢頭之間的游梁上表面。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK203584408SQ201320641340
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】秦延才, 劉向軍, 劉鵬, 單建民, 莊棟, 楊斌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司河口采油廠