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_3

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点的位移相比,测量该曲柄运动 角度的方式更为简单,且曲柄振动很少,降低了测量信号的噪声含量,提高了测量信号的稳 定性,且无需打断正常的产油秩序,避免了对产油效率的影响。
[0097] 303、根据该曲柄运动角度、曲柄半径、该指定杆的长度,计算该指定杆与该运动杆 之间的第二夹角。
[009引参见图4B,对于S角形0A01,根据余弦定理可W得出;m2+d2-;r 2 = 2m ?(! .COS(目); 其中,目表示该第二夹角,m表示该指定杆的长度,r表示该曲柄半径,d表示该运动杆的长 度。则根据曲柄半径r、该指定杆的长度m、该运动杆的长度d,可W应用W下公式,计算该指 定杆OOl与该运动杆AOl之间的第二夹角目:
[0100] 但是,由于在曲柄运动过程中,随着该曲柄运动角度X不断变化,该运动杆的长度 d也在不断发生变化,d并不是一个固定的值。为了便于计算该第二夹角,可W将该运动杆 的长度d W曲柄半径r、该指定杆的长度m和该曲柄运动角度X表示。
[010U 对于H角形0A01,根据余弦定理还可W得出;2m.r.cos(x) =m2+r2-d2,则
[0103] 则根据该曲柄运动角度X、该曲柄半径r、该指定杆的长度m,可W直接应用公式
,计算该指定杆与该运动杆之间的第二夹角目。
[0104]进一步地,基于上述步骤301中的公式,代入
[0106] 则根据该曲柄运动角度X、该曲柄半径r、该曲柄轴中必与支架之间的水平距离I、 支架高度H,可W直接应用公式
,计算该指 定杆与该运动杆之间的第二夹角目。
[0107] 在抽油机的运行过程中,该曲柄轴中必与支架之间的水平距离I、支架高度H和该 曲柄半径r都是固定不变的,只需测量该曲柄运动角度X,即可应用公式,计算出该指定杆 与该运动杆之间的第二夹角,计算方式准确快捷。
[0108] 304、根据连杆长度、游梁后臂长度、该曲柄运动角度、该曲柄半径、该指定杆的长 度,计算该游梁后臂与该运动杆之间的第H夹角。
[0109] 参见图4B,对于H角形AB01,根据余弦定理可W得出;c2+d2-p 2 = 2c ?(! Y); 其中,Y表TK该第H夹角,C表TK该游梁后臂长度,d表TK该运动杆的长度,P表W该连杆长 度。则根据该连杆长度P、该游梁后臂长度C、该运动杆的长度d,可W应用W下公式,计算该 游梁后臂BOl与该运动杆AOl之间的第H夹角Y : 可W得出:
5:
,即根据该连杆长度P、该游梁后臂 长度C、该曲柄运动角度X、该曲柄半径r和该指定杆的长度m,可W直接应用公式
,计算该游梁后臂BOl与该运动杆AOl之间的第H夹角 Y。
[0113]进一步地,基于上述步骤301中的公式;,代入
[0115] 则根据该连杆长度P和该游梁后臂长度C、该曲柄运动角度X、该曲柄半 径r、该曲柄轴中必与支架之间的水平距离I、该支架高度H,可W直接应用公式
计算该第H夹角Y。
[0116] 305、根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,计算悬点的运动角度。
[0117] 图4C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上方时抽油 机的状态示意图,图4D是本发明实施例提供的曲柄运动角度为n时抽油机的状态示意图, 图4E是本发明实施例提供的在曲柄运动的后半周期且驴头在水平线上方时抽油机的状态 示意图,图4F是本发明实施例提供的在曲柄运动的后半周期且驴头在水平线下方时抽油 机的状态示意图。
[0118] 参见图4B和图4C,在抽油机的曲柄运动的前半周期,该第二夹角目为正值,参见 图4A和图4D,该曲柄运动角度为0或JT时,该第二夹角目为0,参见图4E和图4F,在抽油 机的曲柄运动的后半周期,该第二夹角目为负值。
[0119] 则根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,应用W下公式,计算该悬点的运动 角度:
;其中,0表示悬点的运动角度。
[0121]即当n时,可W该连杆长度P和该游梁后臂长度C、该曲柄运动角度X、 该曲柄半径r、该曲柄轴中必与支架之间的水平距离I、该支架高度H,应用W下公式,计算 悬点的运动角度0 :
[0123]而当n <x《2JT时,可W该连杆长度P和该游梁后臂长度C、该曲柄运动角度X、该曲柄半径r、该曲柄轴中必与支架之间的水平距离I、该支架高度H,应用W下公式,计算 悬点的运动角度0 :
[0125] 306、根据该悬点的运动角度和游梁前臂长度,计算该悬点的位移。
[0126]具体地,根据该悬点的运动角度0和游梁前臂长度n,应用W下公式,计算该悬点 的位移S ;s= n ?Sin 0。该悬点的位移可W体现悬点相对于游梁支点所在水平线的相对 位置关系。且,根据该悬点的运动角度和位移,可W确定抽油机当前的运行状态。
[0127] 本发明实施例中,采用易测量的曲柄运动角度,实施更加方便,将直接测量转化为 便于测量的曲柄运动角度与几何算法结合的间接推算,采用严格的数学角度关系,计算悬 点的运动角度和位移,提高了数据准确度,避免了在悬点处直接测量时的弊端W及振动的 外部环境对数据的干扰。
[012引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W及悬点的位移,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。
[0129] 图5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装置 结构示意图,参见图5,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,该装置包括:
[0130] 第一计算模块501,用于根据该曲柄轴中必与支架之间的水平距离W及支架高度, 计算该指定杆的长度,W及该指定杆与该支架之间的第一夹角;
[0131] 测量模块502,用于在抽油机的运行过程中,测量曲柄运动角度;
[0132] 第二计算模块503,用于根据该曲柄运动角度、曲柄半径、该指定杆的长度,计算该 指定杆与该运动杆之间的第二夹角;
[0133] 第H计算模块504,用于根据连杆长度、游梁后臂长度、该曲柄运动角度、该曲柄半 径、该指定杆的长度,计算该游梁后臂与该运动杆之间的第H夹角;
[0134] 第四计算模块505,用于根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,计算悬点的 运动角度。
[0135] 本发明实施例提供的方法,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。
[0136] 可选地,该装置还包括:
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