專利名稱：游梁式抽油機的智能化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動控制方法，特別涉及一種游梁式抽油機的智能化控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的游梁式抽油機主要由底座、電機、支架及支架軸、通過支架軸安裝在 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，它采用電子開關(guān)來控制游梁式抽油機的上、下沖程，存在的問題 針對不同的井況和采油需求，需要停機以實現(xiàn)改變電子開關(guān)位置或用吊車吊裝 做機械調(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)進度。
本發(fā)明的目的是要提供一種針對不同的井況和采油需求，無需停機，不需要 用吊車吊裝機械調(diào)整，操作方便，可任意以角度標定做為沖程位置來控制上、下 沖程范圍和任意行程區(qū)間控制，能更好地適應(yīng)現(xiàn)場不同的采油工況的游梁式抽油 機的智能化控制方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的在游梁式抽油機的游梁或支架軸或減速箱輸出軸 上安放角度傳感裝置，通過角度參數(shù)信息代表游梁機整個沖程的位置并以 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)，并通過變頻器給 電機控制信號，控帝lj任意行程點的即時速度及自由調(diào)改沖程量及行程區(qū)間，從 而實現(xiàn)上下沖程多分段沖程量值、每段時長及根據(jù)油井供液能力在所需行程點的 歇停時間控制。上述的游梁式抽油機的智能化控制方法，所述的控制參數(shù)為上、下沖程量值、 所分段數(shù)、每段所需時間以及所需行程點的竭停時間。
上述的游梁式抽油機的智能化控制方法，電機轉(zhuǎn)速信號傳遞給控制單元，再 通過變頻器對電機,進行控制，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
上述的游梁式抽油機的智能化控制方法，所述的控制單元設(shè)有通訊接口，通 過通訊接口與遠程計算機連接實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
上述的游梁式抽油機的智能化控制方法，所述的控制單元為單片機、工控機 或可編程控制器。
上述的游梁式抽油機的智能化控制方法，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)點是該方法以任意升降連續(xù)角度對應(yīng)的即時事件為調(diào)節(jié)對象， 可控制任意行程點的即時速度，實現(xiàn)上下沖程多分段控制及歇停，等待油井供液 能力恢復(fù)后運行，使得游梁式抽油機的固定運動特性變?yōu)榭筛鶕?jù)油井狀態(tài)自由調(diào) 節(jié)的可變運動特性，針對不同的井況和釆油需求無需停機，不需要用吊車吊裝
做機械調(diào)整來改變沖程，操作方便，能更好i&i應(yīng)現(xiàn)場不同的采油工況，從而滿
足工況復(fù)雜多變的油井和復(fù)雜油藏的開采要求，達到增產(chǎn)、節(jié)能、無級變頻調(diào)速
和自動控制的效果，提高了抽油系統(tǒng)的效率。


圖1是游梁式抽油機結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的控制方框圖。
具體實施例方式
如圖所示，本發(fā)明有一個由底座l、安裝在底座1上的電機2、支架10及支
架軸9、通過支架軸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，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。通過角度參數(shù)信息反 映游梁式抽油機整個沖程并以數(shù)字恒流形式傳輸至控制單元12，控制單元 12可采用單片機或工控機或可編程控制器(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、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)、每段所需時間以及所需行程點的竭停 時間。控制單元12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)過變頻器13給電機2控制信號，控 制任意行程點的即時速度及自由調(diào)改沖禾級行程區(qū)間，從而實現(xiàn)上下沖程多分段 沖量值、每段時長及根據(jù)油井供液能力在所需行程點歇停時間的控制。通過顯示 單元16可顯示輸入的控制參數(shù)及抽油機工作過程中的沖程點、沖程速度等實時 信息。同時，電機2轉(zhuǎn)速信號通過霍爾器件輸入至控制單元12，經(jīng)過變頻器13 可調(diào)整電機12轉(zhuǎn)速，使電機2運行平穩(wěn)?？刂茊卧?2還設(shè)有通訊接口，通過通 訊接口與遠程計算機14連接，控制單元12可將實時信息輸出到遠程計算機14; 通過遠程計算機14輸入控制參數(shù)可進行遠程控制，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控及作業(yè)數(shù) 據(jù)管理。
現(xiàn)場列舉一口處于瀕臨二次開采階段油井，開采前期油液位相對高一些，一臺沖程合適的抽油機剛好在接近最大沖程運行開采作業(yè)，隨著油量滲透速度變 緩而油液位變低，這時可以將上、下沖程的數(shù)值(所對應(yīng)水平面的兩個角度折合 位值)人為調(diào)到合適的開采油液面斷面范圍內(nèi)，此時抽油機就工作在這個設(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在上、下沖程的不同點的 即時速度及任意位置來實現(xiàn)停歇且時間可調(diào)的運行，也可以工作在若干個所需的 不同斷面的綜合多個小行程的集中優(yōu)化控制。因其工作在遠小于抽油機的最大沖 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。
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 機機械吊裝不但費時費事，該項作業(yè)時間過長還可能造成枯井卡井事故，用變頻 器加行程開關(guān)的方法也只能以固定的上、下沖程速度運行，因抽油機自始至終在 最大沖程運行且上、下沖程速度只能以單一速度運行，節(jié)能只能是變頻帶來的少 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、一種游梁式抽油機的智能化控制方法，其特征是在游梁式抽油機的游梁或支架軸或減速箱輸出軸上安放角度傳感裝置，通過角度參數(shù)信息代表游梁機整個沖程的位置并以數(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)，并通過變頻器給電機控制信號，控制任意行程點的即時速度及自由調(diào)改沖程及行程區(qū)間，從而實現(xiàn)上下沖程多分段沖量值、每段時長及根據(jù)油井供液能力在所需行程點的歇停時間控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機的智能化控制方法，其特征是所 述的控制參數(shù)為上、下沖，呈量值、所分段數(shù)、每段所需時間以及所需行程點的竭 停時間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機的智能化控制方法，其特征是電 機,信號傳遞給控制單元，再通過變頻器對電機轉(zhuǎn)速進行控制，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訊接口與遠程計算機連接實現(xiàn)遠程監(jiān)測。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機的智能化控制方法，其特征是所 述的控制單元為單片機、工控機或可編程控制器。
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)進度的問題。它在游梁式抽油機的游梁或支架軸或減速箱輸出軸上安放角度傳感裝置，通過角度參數(shù)信息代表游梁機整個沖程的位置并以數(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)，通過變頻器給電機控制信號，控制任意行程點的即時速度及自由調(diào)改沖程及行程區(qū)間，實現(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歇?？刂?。優(yōu)點是無需停機，操作方便，可任意以角度標定做為沖程位置來控制上、下沖程和任意行程區(qū)間，能更好適應(yīng)現(xiàn)場不同的采油工況。
文檔編號G05B19/04GK101424928SQ200810229259
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月30日
發(fā)明者王國強, 葛敬東 申請人:葛敬東