基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气田工程自动化技术领域，特别涉及一种基于角度关系计算抽油机 悬点运动角度的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 利用抽油机抽油是石油生产过程中最前端的工艺过程，及时掌握抽油机的运行状 态对石油的生产和管理工作有着重要的意义。
[0003] 为了掌握抽油机的运行状态，可W先停止运行抽油机，在抽油机的悬点安装位移 传感器，根据位移传感器测量到的位移信号，确定悬点的位移，从而确定抽油机的运行状 态。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：
[0005] 停止运行抽油机时，打断了正常的产油秩序，易影响产油效率。进一步地，位移传 感器测量位移信号时很容易受到外部环境的影响，当悬点振动严重时，位移传感器测得的 位移信号噪声含量较高且不稳定，测量准确度低。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种基于角度关系计算抽油机悬 点运动角度的方法和装置。所述技术方案如下：
[0007] 第一方面，提供了一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法，将曲柄轴 中必与游梁支点的连线作为指定杆，将连杆轴中必与游梁支点的连线作为运动杆；所述方 法包括：
[000引根据所述曲柄轴中必与支架之间的水平距离W及支架高度，计算所述指定杆的长 度，W及所述指定杆与所述支架之间的第一夹角；
[0009] 在抽油机的运行过程中，测量曲柄运动角度；
[0010] 根据所述曲柄运动角度、曲柄半径、所述指定杆的长度，计算所述指定杆与所述运 动杆之间的第二夹角；
[0011] 根据连杆长度、游梁后臂长度、所述曲柄运动角度、所述曲柄半径、所述指定杆的 长度，计算所述游梁后臂与所述运动杆之间的第H夹角；
[0012] 根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹角，计算悬点的运动角度。
[0013] 可选地，根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹角，计算悬点的运动角度 之后，所述方法还包括：
[0014] 根据所述悬点的运动角度和游梁前臂长度，计算所述悬点的位移。
[0015] 可选地，根据所述曲柄运动角度、曲柄半径、所述指定杆的长度，计算所述指定杆 与所述运动杆之间的第二夹角包括：
[0016] 根据所述曲柄运动角度、所述曲柄半径、所述指定杆的长度，应用W下公式，计算 所述指定杆与所述运动杆之间的第二夹角：
[0018] 其中，目表示所述第二夹角，m表示所述指定杆的长度，r表示所述曲柄半径，X表 示所述曲柄运动角度。
[0019] 可选地，根据连杆长度、游梁后臂长度、所述曲柄运动角度、所述曲柄半径、所述指 定杆的长度，计算所述游梁后臂与所述运动杆之间的第H夹角包括：
[0020] 根据所述连杆长度、所述游梁后臂长度、所述曲柄运动角度、所述曲柄半径、所述 指定杆的长度，应用W下公式，计算所述游梁后臂与所述运动杆之间的第H夹角：
[0022] 其中，Y表示所述第H夹角，C表示所述游梁后臂长度，m表示所述指定杆的长度， r表示所述曲柄半径，X表示所述曲柄运动角度，P表示所述连杆长度。
[0023] 可选地，根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹角，计算悬点的运动角度 包括：
[0024] 根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹角，应用W下公式，计算所述悬点 的运动角度：
[0026] 其中，0表示悬点的运动角度，a表示所述第一夹角，目表示所述第二夹角，Y 表示所述第H夹角，X表示所述曲柄运动角度。
[0027] 第二方面，提供了一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的装置，将曲柄轴 中必与游梁支点的连线作为指定杆，将连杆轴中必与游梁支点的连线作为运动杆；所述装 置包括：
[0028] 第一计算模块，用于根据所述曲柄轴中必与支架之间的水平距离W及支架高度， 计算所述指定杆的长度，W及所述指定杆与所述支架之间的第一夹角；
[0029] 测量模块，用于在抽油机的运行过程中，测量曲柄运动角度；
[0030] 第二计算模块，用于根据所述曲柄运动角度、曲柄半径、所述指定杆的长度，计算 所述指定杆与所述运动杆之间的第二夹角；
[0031] 第H计算模块，用于根据连杆长度、游梁后臂长度、所述曲柄运动角度、所述曲柄 半径、所述指定杆的长度，计算所述游梁后臂与所述运动杆之间的第H夹角；
[0032] 第四计算模块，用于根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹角，计算悬点 的运动角度。
[0033] 可选地，所述装置还包括：
[0034] 位移计算模块，用于根据所述悬点的运动角度和游梁前臂长度，计算所述悬点的 位移。
[0035] 可选地，所述第二计算模块用于根据所述曲柄运动角度、所述曲柄半径、所述指定 杆的长度，应用W下公式，计算所述指定杆与所述运动杆之间的第二夹角：
[0037] 其中，目表示所述第二夹角，m表示所述指定杆的长度，r表示所述曲柄半径，X表 示所述曲柄运动角度。
[0038] 可选地，所述第H计算模块用于根据所述连杆长度、所述游梁后臂长度、所述曲柄 运动角度、所述曲柄半径、所述指定杆的长度，应用W下公式，计算所述游梁后臂与所述运 动杆之间的第H夹角：
[0040] 其中，Y表示所述第H夹角，C表示所述游梁后臂长度，m表示所述指定杆的长度， r表示所述曲柄半径，X表示所述曲柄运动角度，P表示所述连杆长度。
[0041] 可选地，所述第四计算模块用于根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述第H夹 角，应用W下公式，计算所述悬点的运动角度：
[0043] 其中，0表示悬点的运动角度，a表示所述第一夹角，目表示所述第二夹角，Y 表示所述第H夹角，X表示所述曲柄运动角度。
[0044] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0045] 本发明实施例提供的方法和装置，通过测量曲柄运动角度，将曲柄轴中必与游梁 支点的连线作为指定杆，将连杆轴中必与游梁支点的连线作为运动杆，基于抽油机的结构 参数的数学角度关系，计算第一夹角、第二夹角和第H夹角，根据该第一夹角、第二夹角和 第H夹角，计算出悬点的运动角度，只需测量该曲柄运动角度即可计算得到悬点的运动角 度，避免了直接测量悬点位移的弊端，计算出的运动角度和位移数据更加精准，且不受外界 环境的影响，计算方式简便快捷，提高了测量准确度，便于对抽油机进行实时地监控和分 析。且无需在悬点处安装位移传感器，测量方式更为简单，节省了维护位移传感器的成本， 也无需打断正常的产油秩序，避免了对产油效率的影响。
【附图说明】
[0046] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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W根据送些附图获得其他 的附图。
[0047] 图1是本发明实施例提供的一种抽油机的结构示意图；
[0048] 图2是本发明实施例提供的一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法 的流程图；
[0049]图3是本发明实施例提供的一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法 的流程图；
[0050] 图4A是本发明实施例提供的曲柄运动角度为0时抽油机的状态示意图；
[0051] 图4B是本发明实施例提供的在曲柄运动的前半周期且驴头在水平线下方时抽油 机的状态示意图；
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