专利名称：用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田数字化建设、管理领域，特别涉及ー种用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置。
背景技术：
抽油机是开采石油的ー种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。其中，“冲次”是指在抽油机井中，抽油杆每分钟上下往复运动的次数。传统上的抽油机冲次、平衡的调整方法，按照如下步骤进行首先，需要员エ到现场实测油井功图和电流；然后，根据测试功图和电流情况分析判断油井工作制度是否合理、抽油机是否平衡；再通过更换皮带轮对冲次进行调整，通过增减平衡块对抽油机平衡进行 调整。受传统上的抽油机冲次、平衡的调整方法的限制，该方法存在测试不连续、分析处理周期长、员エ劳动强度大、工作效率低、无法实现无级调參的缺陷，以及人力、物力、财カ费用大，安全风险高等问题。
实用新型内容为了克服上述现有技术中存在的测试不连续、分析处理周期长、员エ劳动强度大、工作效率低、无法实现无级调參，以及人力、物力、财カ费用大，安全风险高等问题，本实用新型实施例提供了ー种用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置。所述技术方案如下ー种用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置，所述装置包括功图法油井计量装置、电參数据实时采集装置和数字化抽油机集成控制装置及丝杠调平衡装置，其中，所述功图法油井计量装置安装在所述抽油机上，所述功图法油井计量装置用于全天候监控所述抽油机的エ况，每十分钟采集ー张示功图，并进行计算分析，得到油井实时液量和エ况诊断结果；所述电參数据实时采集装置与所述抽油机相连，所述电參数据实时采集装置用于实时采集三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等參数，并将采集參数传送给所述功图法油井计量装置；所述数字化抽油机集成控制装置与所述抽油机相连，所述数字化抽油机集成控制装置通过接收所述功图法油井计量装置发出的冲次调整执行方案，调整抽油机的电机频率，实现抽油机冲次的实时自动调整；所述丝杠调平衡装置设置在所述抽油机上，所述丝杠调平衡装置设置通过接收所述功图法油井计量装置发出的平衡调整方案，调节所述丝杠调平衡装置，实现抽油机平衡的实时自动调整。具体地，所述丝杠调平衡装置包括控制系统、固定梁、支座、丝杠、调节机构、旋转梁、平衡块，其中，所述控制系统通过连杆机构与所述抽油机的游梁相连，所述游梁的一端连接着驴头，所述游梁的另一端固定连接着所述固定梁，所述固定梁与所述游梁相平行，所述固定梁上安装着所述支座，所述支座通过轴与所述调节机构连接，所述丝杠穿过所述调节机构并与其相啮合，所述丝杠的端部通过轴销连接着所述旋转梁的一端，所述旋转梁的中部通过转轴与所述固定梁的另一端相连，所述旋转梁的另一端部固定连接着所述平衡块。具体地，所述调节机构包括电动机、減速器和螺母，所述电动机的输出轴连接所述減速器，所述减速器通过齿轮连接所述螺母，所述丝杠穿过螺母并与螺母螺纹连接。具体地，所述平衡块为圆柱形的平衡块。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本实用新型实施例所述装置，通过实时采集的功图、电參数据，根据系统效率优化冲次，经数字化抽油机集成控制装置对电动机转速进行控制，实现无级冲次调整；由实时获得的电流、功率计算平衡度，经丝杠调平衡装置对抽油机平衡进行控制，从而实现抽油机平衡的调整，并通过连续自学习过程，不断对冲次和平衡參数进行调整，使得抽油机保持在最优生产參数下运行，有效解决调參滞后性、员エ劳动强度高、无法最大限度发挥油井潜能的问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的ー些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例所述抽油机冲次、平衡实时智能调整方法的流程框图；图2是本实用新型实施例所述抽油机无极变频调參原理图；图3是本实用新型实施例所述装置的整体示意图；图4是本实用新型实施例所述丝杠平衡装置的结构示意图。图中100’丝杠调平衡装置，I旋转梁，2转轴，3调节机构，4支座，5丝杠，6固定梁，7游梁，8驴头，9控制系统，10平衡块；200’电參数据实时采集装置；300’数字化抽油机集成控制装置；400’功图法油井计量装置，40载荷传感器，41位移传感器，42井场RTU，43无线网桥，44站控エ控机。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进ー步地详细描述。实施例I如图I所示，本实用新型实施例提供了ー种抽油机冲次、平衡实时智能调整方法，所述方法包括[0030]步骤100，建立油井エ况动态分析系统，并实时获得实际系统效率n!；步骤200，建立基准数据库，根据经验设定不同參数下的给定系统效率nQ ；[0032]步骤300，按照系统效率最优为目标进行调整，比较实际系统效率H1是否小于给定系统效率no，如果是，执行步骤400，如果否，执行步骤500 ；步骤400，通过比较实际系统效率Il1和给定系统效率n。，优选两者较大者下的參数值，并执行步骤600 ；步骤500，如果实际系统效率も优于给定系统效率Htl，就将此时的实际状态參数保存在基准数据库；步骤600，根据步骤400比较优选后的參数进行抽油机的冲次、平衡优化，优化后，重复步骤100进行下一个循环，通过步骤100-步骤600的不断地自学习，使抽油机最終保持在一高效、稳定的系统效率下运行。其中，系统效率是有功功率与电机输入功率的比值。本实用新型实施例所述方法，改变传统的调參方式，解决调參滞后性、员エ劳动强度高、无法最大限度发挥油井潜能的问题，所述方法通过利用已测量实时数据对抽油机エ作状态实时分析、对參数智能调整，实现了抽油机在合理工作制度下工作，最大限度发挥油井潜能，达到油井的精细化管理，有利于提高油井生产效率、提升油井数字化管理水平。具体地,所述步骤100具体包括全天候不间断地对所辖区块内油井的运行状况进行实时监测，每十分钟实时采集功图数据，并进行产液量计算的步骤；以及，建立电參数数据采集系统，实时采集三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素等參数，将实时采集的大量数据存储在专用数据库中的步骤。具体地，所述步骤600中抽油机的冲次按照公式(4)进行调整公式⑴泵效与冲次关系，
_Q装
"栗效=-⑴
86400-Z)2^
4公式(I)中各符号含义如下n泵效——实际泵效，即抽油泵实际产液量与理论产液量的比值；Q实-实际产液量；D——抽油泵泵径；S——冲程；n——冲次；公式⑵冲次与电机频率关系，
0 d'
Vd⑵公式(2)中各符号含义如下n——抽油机生产时油井平均冲次，r/min ；n0-电动机平均转速，r/min ；[0055]ia-抽油机减速箱总传动比；(I1-电机皮带轮直径，mm ；D-减速箱大皮带轮直径，mm ；公式(3)电机转速，n0 = ~ 如ブ(3)公式(3)中各符号含义如下f-电动机的频率；s——电动机转差率；p-电动机极对数；由公式(2)、(3)得公式(4)
权利要求1.用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置，其特征在于，所述装置包括功图法油井计量装置、电參数据实时采集装置和数字化抽油机集成控制装置及丝杠调平衡装置，其中， 所述功图法油井计量装置安装在所述抽油机上，所述功图法油井计量装置用于全天候监控所述抽油机的エ况，每十分钟采集ー张示功图，并进行计算分析，得到油井实时液量和エ况诊断结果； 所述电參数据实时采集装置与所述抽油机相连，所述电參数据实时采集装置用于实时采集三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等參数，并将采集參数传送给所述功图法油井计量装置； 所述数字化抽油机集成控制装置与所述抽油机相连，所述数字化抽油机集成控制装置通过接收所述功图法油井计量装置发出的冲次调整执行方案，调整抽油机的电机频率，实 现抽油机冲次的实时自动调整； 所述丝杠调平衡装置设置在所述抽油机上，所述丝杠调平衡装置设置通过接收所述功图法油井计量装置发出的平衡调整方案，调节所述丝杠调平衡装置，实现抽油机平衡的实 时自动调整。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述丝杠调平衡装置包括控制系统、固定梁、支座、丝杠、调节机构、旋转梁、平衡块，其中，所述控制系统通过连杆机构与所述抽油机的游梁相连，所述游梁的一端连接着驴头，所述游梁的另一端固定连接着所述固定梁，所述固定梁与所述游梁相平行，所述固定梁上安装着所述支座，所述支座通过轴与所述调节机构连接，所述丝杠穿过所述调节机构并与其相啮合，所述丝杠的端部通过轴销连接着所述旋转梁的一端，所述旋转梁的中部通过转轴与所述固定梁的另一端相连，所述旋转梁的另一端部固定连接着所述平衡块。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调节机构包括电动机、減速器和螺母，所述电动机的输出轴连接所述减速器，所述减速器通过齿轮连接所述螺母，所述丝杠穿过螺母并与螺母螺纹连接。
4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述平衡块为圆柱形的平衡块。
专利摘要本实用新型公开了一种用于抽油机冲次、平衡实时调整的装置，属于油田数字化建设、管理领域。本实用新型实施例改变传统的调参方式，解决调参滞后性、员工劳动强度高、无法最大限度发挥油井潜能的问题，提高了油井生产效率、提升了油井数字化管理水平所述装置通过实时采集的功图、电参数据，根据系统效率优化冲次，经数字化抽油机集成控制装置对电动机转速进行控制，实现无级冲次调整；由实时获得的电流、功率计算平衡度，经丝杠调平衡装置对抽油机平衡进行控制，从而实现抽油机平衡的调整，使得抽油机保持在最优生产参数下运行，最大限度发挥油井的潜能。
文档编号E21B43/00GK202391390SQ20112052362
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者张磊, 李明江, 李珍, 杨海涛, 杨瑞, 辛宏, 邱亮 申请人:中国石油天然气股份有限公司