采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法及装置，属于油田试井装置技术领域。
【背景技术】
[0002]提捞式抽油机是一种新型的抽油机，采用了与传统抽油机不同的位移举升方式。提捞式抽油机是采用柔性抽油杆与井下相关设备连接的，上冲程时电动机通过传动装置带动卷筒转动，将柔性抽油杆缠绕在卷筒上，从而带动柱塞向上运动，将抽油栗举升到预定高度。下冲程时电动机反转，依靠抽油栗、柔性抽油杆等井下相关设备的自重下落到井下的预定位置，完成一个抽油循环。一个抽油循环完成后根据井下原油恢复的情况，等待一段时间后进行下一个抽油循环。与传统的抽油机相比，具有冲程大，运行周期长的特点。但提捞式抽油机取消了传统的悬绳器，因此无法安装传统的载荷测试设备。由于提捞式抽油机所对应的油井的载荷范围较大，对于无栗井，最大载荷一般不超过16kN，对于有栗井而言，最大载荷可以超过50kN，因此需要一种能够测试该抽油机载荷的装置，并且能满足小载荷时的精度以及大载荷时的裕度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法及装置，可以不用更换载荷测试轮适应不同油井载荷的测试，从而克服现有技术的不足。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明的一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法为，该方法是在提捞式抽油机的井架横梁安装一个与现有大滑轮完全相同的新增大滑轮，使柔性抽油杆在两个大滑轮之间处于水平状态，然后在两个大滑轮之间的井架横梁上安装一个升降平台，升降平台上安装一个固定量程载荷测试轮，固定量程载荷测试轮位于两个大滑轮之间柔性抽油杆中点；通过调节升降平台的高度，改变固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1落在固定量程载荷测试轮的范围内，实现对测试量程的调节。
[0005]前述方法中，所述固定量程载荷测试轮的高度与固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1成正比。
[0006]前述方法中，所述固定量程载荷测试轮的轮槽底部均布有压力传感器，通过压力传感器测量柔性抽油杆对固定量程载荷测试轮的合力F1 ;通过合力F1由下式计算柔性抽油杆的拉力载荷F:
F=F1+ (2Xcos Θ )
式中:F1是柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力，
Θ是合力F1与位移测试轮侧拉力载荷F之间的夹角。
[0007]根据上述方法构成的本发明的一种提捞式抽油机升降平台式载荷测试装置为，该装置包括井架横梁，井架横梁一端设有现有大滑轮，井架横梁另一端设有新增大滑轮，两个大滑轮均与柔性抽油杆滚动连接，位于两个大滑轮之间的柔性抽油杆中点底部设有固定量程载荷测试轮，固定量程载荷测试轮顶部与柔性抽油杆滚动连接，固定量程载荷测试轮底座与安装在井架横梁上的升降平台固定连接。
[0008]前述装置中，所述固定量程载荷测试轮的轮槽内沿圆周均布有一组压力传感器。
[0009]前述装置中，所述升降平台为无级调节升降平台。
[0010]与现有技术相比，本发明成功解决了不用更换载荷测试轮便可适应不同油井载荷测试的技术问题。本发明对提捞式抽油机的改进只需要在现有的井架横梁上安装一个与现有大滑轮相同的新增大滑轮和一套可升降的载荷测试轮即可实现对测试量程的调节。安装时不必松开柔性抽油杆两头，只需让柔性抽油杆处于松弛状态即可把柔性抽油杆挤入新增大滑轮的轮槽内，安装非常方便，可在现场施工，本发明的装置结构简单，改造成本低。如不需要时，只需将检测装置拆除即可，恢复性好，可在提捞式抽油机上广泛使用，具有推广意义。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图；
图2是固定量程载荷测试轮高度较低时的受力矢量图；
图3是固定量程载荷测试轮高度较高时的受力矢量图。
[0012]附图中的标记为:1_井架横梁，2-现有大滑轮，3-新增大滑轮，4-柔性抽油杆，5-固定量程载荷测试轮，6-升降平台。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
实施例
[0014]本发明的一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法，如图1所示，该方法是在提捞式抽油机的井架横梁安装一个与现有大滑轮完全相同的新增大滑轮，使柔性抽油杆在两个大滑轮之间处于水平状态，然后在两个大滑轮之间的井架横梁上安装一个升降平台，升降平台上安装一个固定量程载荷测试轮，固定量程载荷测试轮位于两个大滑轮之间柔性抽油杆中点；通过调节升降平台的高度，改变固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1落在固定量程载荷测试轮的范围内，实现对测试量程的调节。固定量程载荷测试轮的高度与固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1成正比。固定量程载荷测试轮的轮槽底部均布有压力传感器，通过压力传感器测量柔性抽油杆对固定量程载荷测试轮的合力F1 ;通过合力F1由下式计算柔性抽油杆的拉力载荷F:
F=F1+ (2Xcos Θ )
式中:F1是柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力，
Θ是合力F1与位移测试轮侧拉力载荷F之间的夹角。
[0015]根据上述方法构成的本发明的一种提捞式抽油机升降平台式载荷测试装置，如图1所示，该装置包括井架横梁1，井架横梁1 一端设有现有大滑轮2，井架横梁1另一端设有新增大滑轮3，两个大滑轮均与柔性抽油杆4滚动连接，位于两个大滑轮之间的柔性抽油杆4中点底部设有固定量程载荷测试轮5，固定量程载荷测试轮5顶部与柔性抽油杆4滚动连接，固定量程载荷测试轮5底座与安装在井架横梁1上的升降平台6固定连接。固定量程载荷测试轮5的轮槽内沿圆周均布有一组压力传感器。升降平台6为无级调节升降平台。
[0016]本发明的工作原理
如图2和图3所示，图中F是柔性抽油杆的拉力载荷，F1是柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力，Θ是合力F1与位移测试轮侧拉力载荷F之间的夹角。由于固定量程载荷测试轮位于两个大滑轮之间柔性抽油杆中点，所以图2和图3均为对称图形，图中两侧的拉力载荷F是相等的。由图2可见当固定量程载荷测试轮高度较低时柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力较小；当固定量程载荷测试轮高度较高时柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力较大。所以当固定量程载荷测试轮超量程时，可以通过升降平台适当降低固定量程载荷测试轮的高度，使柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力减小，以适应测量需要。反之当固定量程载荷测试轮的量程有富裕时，可以通过升降平台适当升高固定量程载荷测试轮的高度，使柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力增大，使最大载荷接近满量程。以获得提高测量精度的要求。
【主权项】
1.一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法，其特征在于:该方法是在提捞式抽油机的井架横梁安装一个与现有大滑轮完全相同的新增大滑轮，使柔性抽油杆在两个大滑轮之间处于水平状态，然后在两个大滑轮之间的井架横梁上安装一个升降平台，升降平台上安装一个固定量程载荷测试轮，固定量程载荷测试轮位于两个大滑轮之间柔性抽油杆中点；通过调节升降平台的高度，改变固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1落在固定量程载荷测试轮的范围内，实现对测试量程的调节。2.根据权利要求1所述采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法，其特征在于:所述固定量程载荷测试轮的高度与固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1成正比。3.根据权利要求1所述采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法，其特征在于:所述固定量程载荷测试轮的轮槽底部均布有压力传感器，通过压力传感器测量柔性抽油杆对固定量程载荷测试轮的合力F1 ;通过合力F1由下式计算柔性抽油杆的拉力载荷F: F=F1+ (2Xcos Θ ) 式中:F1是柔性抽油杆在固定量程载荷测试轮上形成的合力， Θ是合力F1与位移测试轮侧拉力载荷F之间的夹角。4.一种根据权利要求1?3任一权利要求所述方法构成的提捞式抽油机升降平台式载荷测试装置，包括井架横梁(1 )，井架横梁(1) 一端设有现有大滑轮(2)，其特征在于:在井架横梁(1)另一端设有新增大滑轮(3)，两个大滑轮均与柔性抽油杆(4)滚动连接，位于两个大滑轮之间的柔性抽油杆(4)中点底部设有固定量程载荷测试轮(5)，固定量程载荷测试轮(5)顶部与柔性抽油杆(4)滚动连接，固定量程载荷测试轮(5)的底座与安装在井架横梁(1)上的升降平台(6)固定连接。5.根据权利要求4所述提捞式抽油机升降平台式载荷测试装置，其特征在于:所述固定量程载荷测试轮(5)的轮槽内沿圆周均布有一组压力传感器。6.根据权利要求4所述提捞式抽油机升降平台式载荷测试装置，其特征在于:所述升降平台(6)为无级调节升降平台。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种采用固定量程载荷测试轮测量不同载荷的方法及装置，本发明是在提捞式抽油机的井架横梁安装一个与现有大滑轮完全相同的新增大滑轮，使柔性抽油杆在两个大滑轮之间处于水平状态，然后在两个大滑轮之间的井架横梁上安装一个升降平台，升降平台上安装一个固定量程载荷测试轮，固定量程载荷测试轮位于两个大滑轮之间柔性抽油杆中点；通过调节升降平台的高度，改变固定量程载荷测试轮两侧柔性抽油杆的拉力载荷F形成的合力F1落在固定量程载荷测试轮的范围内，实现对测试量程的调节。本发明成功解决了不用更换载荷测试轮便可适应不同油井载荷测试的技术问题。其装置结构简单、安装方便。</b>
【IPC分类】E21B47/00, E21B43/00
【公开号】CN105443107
【申请号】CN201510340294
【发明人】杨秀朋, 李玲莉, 邓卫平, 谢观福
【申请人】贵州航天凯山石油仪器有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年6月18日