专利名称：一种提高采油机运行效率的方法
技术领域：
本发明涉及采油机自动控制提高采油效率的一种方法。
采油机在采油过程中，机、杆、泵运行主要问题是由于采油过程是一个循环的变动载荷过程，由此产生的惯性冲击载荷和相位振动载荷，严重的干扰了机杆泵的合理运行，使能耗大幅度增加。机、杆、泵由于故障造成损坏影响了采油机的运行效率，使产液量明显减低。掌握抽油机的悬点位移，速度和加速度的变化规律，以及抽油机在不同抽汲参数下工作时悬点所承受的载荷，是研究采油机装置动力学和分析产液工作状况的基础。
采油机在运行中，循环载荷是一种变动载荷。液柱载荷周期地作用在抽油杆上，在上冲程静变形结束后，液柱开始随抽油杆柱作变速运动，于是引起抽油杆柱的振动，在下冲程静变形结束后，也会发生类似现象。由于抽油杆柱本身的拉动而产生的附加载荷，使抽油杆柱在运动过程中发生周期性的伸长和缩短，从而影响泵效。
在此过程中，除了液柱载荷之外，还会在抽油杆柱上引起动载荷。这种载荷由两部分组成，初变形期末抽油杆柱运动引起的自由振动产生的振动载荷，以及抽油柱做变速运动中所产生的惯性载荷。地面交变的激振力通过抽油杆使井下抽油泵随之产生周期振动响应。井下抽油杆所受的随机干扰因素，如液击、碰撞、弯曲等因素直接影响采油效率和采油机、杆、泵的寿命和电能的耗损。
目前，我国采用的抽油机还无法控制和消除采油过程中产生的循环变动惯性冲击载荷和相位振动载荷，由于系统的机、杆、泵故障和电能耗损及对产液效率的影响，一直困扰采油业。
本发明的目的在于提供一种控制和消除采油过程中产生的循环变动惯性冲击载荷和相位振动载荷，提高采油机运行效率的方法。
本发明所述提高采油机运行效率的方法，其特征在于由载荷传感器将冲程中的抽程回程信号数值载入可编程序控制器PLC并存储；采油机在一定时间内，自动以不同的冲次时间和抽程、长度、速度、回程长度、速度进行往复运行；可编程序控制器PLC同时采集并存储载荷传感器提供的载荷变化关系和采出速度变化关系以及变频器提供的电流变化关系；通过可编程序控制器的程序控制调整采油机的冲次的次数；冲程中的抽程、回程、换相时间和速度，使采油机运行中的惯性冲击载荷，换相振动载荷及电流得到控制和消除。
本发明具有提高机、杆、泵运行效率；延长机、杆、泵的使用寿命；节约电能、增加采油效率等优点。
本发明工作步骤具体如下一、启动电源使采油机运行。
二、载荷传感器将冲程中的抽程回程信号数值转入PLC并存储。
三、采油机在一定时间内，自动(在一定范围内)以不同的冲次时间和抽程长度、速度、回程长度、速度进行往复运行。PLC同时采集并存储载荷传感器，提供的载荷变化曲线和采出速度(冲次、抽程、回程)变化曲线以及变频器提供的电流变化曲线。
四、PLC对采油机运行中的四种动态曲线进行分析处理。
(1)当抽程载荷信号曲线图上出现惯性冲击载荷时，说明动载过大，冲次速度超过载荷要求，PLC通过模式识别与电流信号对比确认以后，指令变频器调整(在出现惯性冲击载荷的冲程距离内)冲次、速度、动载势能。直至载荷信号数值基本平衡。
(2)当回程载荷信号曲线图上出现回程载荷过小时，说明回程速度超过载荷需求，PLC通过摸式识别与电流信号对比分析确认后，指令变频器调整回程速度，直至载荷信号恢复正常。
(3)当运行相位变换出现载荷信号数值过大或过小时，说明换相缺载、加载过大或过小，PLC通过模式识别与电流波形对比确认后，指令变频器，调整冲程(位移)、冲次，直至载荷信号、电流信号符合需求后，调整停止。
五、采油机运行过程中，PLC在设定的调整范围内，始终实时的主动根据载荷传感器的传输的载荷信号和变频器提供的电流信号来调整冲程的位置速度、冲次的位置速度。并以稳定运行载荷和运行电流为基础，保证机、杆、泵在正常的范围内正常运行，保持稳定的采出效率。
权利要求
1．一种提高采油机运行效率的方法，其特征在于由载荷传感器将冲程中的抽程回程信号数值载入可编程序控制器PLC并存储；采油机在一定时间内，自动以不同的冲次时间和抽程、长度、速度、回程长度、速度进行往复运行；可编程序控制器PLC同时采集并存储载荷传感器提供的载荷变化关系和采出速度变化关系以及变频器提供的电流变化关系；通过可编程序控制器的程序控制调整采油机的冲次的次数；冲程中的抽程、回程、换相时间和速度，使采油机运行中的惯性冲击载荷，换相振动载荷及电流得到控制和消除。
全文摘要
本发明涉及自动采油机提高运行效率的方法。本方法采用数字变频器、载荷传感器、采油机不同的工作制度,由可编程序控制器采集采油机抽油过程中,不同工作制度下的抽程载荷、回程载荷的数值和电流数值,以及不同工作制度的数值。通过PLC储存和处理,找出载荷、耗能、抽程、冲次、回程之间的逻辑关系,进行组态与编程。通过PLC的程序控制调整采油机的工作状态。本发明具有使采油机运行效率高、使用寿命长、节能等优点。
文档编号G05B13/00GK1320760SQ0010613
公开日2001年11月7日 申请日期2000年4月26日 优先权日2000年4月26日
发明者卢旭, 李莹 申请人:卢旭, 李莹