專(zhuān)利名稱(chēng)：一種數(shù)控稠質(zhì)石油抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種數(shù)控稠質(zhì)石油抽油機(jī)，它屬于石油開(kāi)采機(jī)械，用于石油油井采油，特別適用于高粘度石油的開(kāi)采。
在我國(guó)的油田中，有很多都是高粘度的稠質(zhì)油。由于稠質(zhì)油的粘度大，對(duì)抽油活塞的阻力和速度響應(yīng)也與普通輕質(zhì)石油不一樣。現(xiàn)在使用的普通機(jī)械抽油機(jī)，采用電動(dòng)機(jī)等帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)與曲柄相連的連桿或連繩，把轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，從而使抽油活塞上下運(yùn)動(dòng)以完成抽油的目的。由于用普通電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速和工況不可任意調(diào)節(jié)，抽油活塞的運(yùn)動(dòng)速度只能按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固有機(jī)械規(guī)律運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生抽空等問(wèn)題，降低了抽油效率。此外，對(duì)于稠質(zhì)油井，每一口井的粘度等差別較大，在油井的生產(chǎn)過(guò)程中，石油粘度也會(huì)發(fā)生變化，因而普通抽油機(jī)對(duì)這些油井的適應(yīng)性能差，生產(chǎn)率和能量利用效率都很低。
本實(shí)用新型是實(shí)用新型一種可適應(yīng)于各種石油粘度的抽油機(jī)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油活塞運(yùn)動(dòng)速度曲線(xiàn)和運(yùn)動(dòng)周期，使油井生產(chǎn)有較高的生產(chǎn)效率和能量利用率。
本實(shí)用新型如附


圖1所示。它有抽油井筒1、抽油活塞2、連繩3、抽油機(jī)架4、曲柄5、電動(dòng)機(jī)6，其特征在于在電動(dòng)機(jī)6的輸入端接有可調(diào)逆變電源7，抽油井出油口裝有壓力傳感器8，有用于測(cè)量活塞2位置的位置傳感器9和對(duì)可調(diào)逆變電源7進(jìn)行控制的可編程控制器10，壓力傳感器8，位置傳感器9與可編程控制器10的輸入端相連。
本實(shí)用新型的工作原理與現(xiàn)有普通抽油機(jī)相仿，也是通過(guò)電動(dòng)機(jī)6帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng)，在曲柄5一端接有連繩3，使連繩3往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連繩3通過(guò)抽油機(jī)架4上的滑輪后帶動(dòng)活塞2上下運(yùn)動(dòng)，完成抽油動(dòng)作。但是，由于電動(dòng)機(jī)6的輸入端接有可調(diào)逆變電源7，通過(guò)可編程控制器10的控制，可以改變可調(diào)逆變電源7的輸出頻率和電壓，使電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)速可以控制，而人為改變抽油活塞2運(yùn)動(dòng)的速度。通過(guò)壓力傳感器8和位置傳感器9測(cè)量活塞抽油阻力與位置，同時(shí)輸入到可編程控制器10中，可編程控制器10根據(jù)輸入的運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)定的最佳運(yùn)行值進(jìn)行比較，對(duì)可調(diào)逆變電源7進(jìn)行控制，使活塞運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，自動(dòng)避免抽空現(xiàn)象的發(fā)生。
由于本實(shí)用新型使用了可控逆變電源對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，可以人為改變活塞運(yùn)行時(shí)的速度曲線(xiàn)，而且可控逆變電源的頻率與電壓是通過(guò)壓力傳感器和位置傳感器測(cè)量活塞運(yùn)動(dòng)的工況后，使用可編程控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的最佳工作條件進(jìn)行判斷之后進(jìn)行調(diào)節(jié)的，因而它既能自行適應(yīng)各種石油粘度和含水量的變化，也可以使抽油機(jī)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，使油井有較高的生產(chǎn)效率和能量利用率。
本實(shí)用新型所用的可調(diào)逆變電源7可以使用如專(zhuān)利號(hào)為CN90202757和專(zhuān)利號(hào)為CN90203323的專(zhuān)利，也可以使用日本富士公司的G7系列逆變器，本實(shí)用新型無(wú)特殊要求。本實(shí)用新型中，也可以把電動(dòng)機(jī)6和可調(diào)逆變電源7的組合換為如專(zhuān)利號(hào)為CN89213615的“一種全電控大功率執(zhí)行裝置”，或是專(zhuān)利號(hào)為CN89215098的“一種隨機(jī)同軸換向電動(dòng)機(jī)”，或是專(zhuān)利號(hào)為CN90202857的“一種大功率變流差頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)”。本實(shí)用新型中的可編程控制器10可以是普通工業(yè)過(guò)程控制器，也可以是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，甚至可以是與其它控制部分或其它油井共有的中央控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，使用分時(shí)分址的方法對(duì)各傳感器和控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量和控制。本實(shí)用新型的壓力傳感器8可以裝在井口，也可以裝在活塞2上。壓力傳感器8可以有多個(gè)，同時(shí)測(cè)量如活塞2上部和下部的壓力。位置傳感器9可以使用光敏或磁敏型無(wú)接觸磁性開(kāi)關(guān)，可以裝在抽油機(jī)架4或抽油井口與連繩3較近的地方，磁性體或反光體裝在連繩3上，通過(guò)連繩位置測(cè)量，從而得到活塞位置。位置傳感器9也可以裝在曲柄5處，利用曲柄5的位置可以通過(guò)可編程控制器10的計(jì)算能力解算出活塞位置。安裝在曲柄5處的位置傳感器9還可以用如光柵傳感器等可以得到多位置值的傳感器，得到較高的位置精度。本實(shí)用新型可在可編程控制器10的輸入端增加如環(huán)境溫度和等出石油溫度等的傳感器，通過(guò)增加這些測(cè)量數(shù)據(jù)，使控制策略條件更加準(zhǔn)確，控制精度提高，抽油機(jī)的工作更加優(yōu)化。在可編程控制器10的輸入部還可以增加適應(yīng)于油田生產(chǎn)管理控制的輸入端，通過(guò)油田生產(chǎn)調(diào)度來(lái)控制各個(gè)油井的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控稠質(zhì)石油抽油機(jī)，它有抽油井筒1、抽油活塞2、連繩3、抽油機(jī)架4、曲柄5、電動(dòng)機(jī)6，其特征在于在電動(dòng)機(jī)6的輸入端接有可調(diào)逆變電源7，抽油井出油口裝有壓力傳感器8，有用于測(cè)量活塞2位置的位置傳感器9和對(duì)可調(diào)逆變電源7進(jìn)行控制的可編程控制器10，壓力傳感器8，位置傳感器9與可編程控制器10的輸入端相連。
專(zhuān)利摘要一種數(shù)控稠質(zhì)石油抽油機(jī)，特別適用于高粘度石油的開(kāi)采。它有抽油井筒、活塞、連繩、機(jī)架、曲柄和電動(dòng)機(jī)，其特征在于在電動(dòng)機(jī)的輸入端接有可調(diào)逆變電源，抽油井出油口裝有壓力傳感器和測(cè)量油塞位置的位置傳感器以及接收傳感器信號(hào)對(duì)可調(diào)逆變電源進(jìn)行控制的可編程控制器。由于使用可編程控制器不斷測(cè)量抽油活塞的動(dòng)力學(xué)情況，并與最佳狀態(tài)進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)可調(diào)逆變電源的輸出頻率，使抽油機(jī)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，有較高的生產(chǎn)率和能量效率。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2102369SQ9122600
公開(kāi)日1992年4月22日 申請(qǐng)日期1991年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月7日
發(fā)明者李華, 石一機(jī) 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開(kāi)通用試驗(yàn)廠(chǎng)