一种游梁式抽油机平衡自动调节系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，属于采油设备技术领域。
【背景技术】
[0002]现今服役的抽油机大多配备有平衡装置，但是平衡装置的设置缺乏一定的针对性与合理性。迄今为止，常规游梁式抽油机仍然是油田采油作业的主要装置，其数量占抽油机总数的1/2以上，但油井长期开发导致地层发生变化，使原来处于平衡状态的抽油机处于非平衡状态下。国内抽油机的平衡调节方式主要有两种:一是由人力来增加抽油机自身的游梁平衡重或者移动曲柄平衡块；二是通过在抽油机上安装平衡调节装置来进行调节，而大部分平衡调节装置都仅仅是通过在抽油机上安装机械部件来实现。这些调节方法都是通过粗略计算，在停机状态进行调节，这将在一定程度上影响抽油机平衡效果。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，实现使得减速器均方根扭矩最小，降低能源损耗的游梁式抽油机自动平衡装置。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:
[0005]本实用新型一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，由电能质量分析仪、动力仪、控制系统、下偏杠螺杆自动调节装置组成；所述下偏杠螺杆自动调节装置安装在游梁式抽油机游梁后臂尾端，由伺服电机驱动螺杆旋转，使螺旋螺母在螺杆上左右移动从而带动下偏杠旋转到合适的位置；电能质量分析仪安装在抽油机主电机的输入端，测量电机的有功功率；动力仪安装在抽油机光杆上，测量悬点载荷和悬点位移；控制系统计算平衡度和下偏杠最佳调节角度；控制系统控制伺服电机旋转调节下偏杠到最佳角度。
[0006]本实用新型所采用控制系统能进行平衡度计算并判断是否需要进行平衡调整；需要进行平衡调整时，按照减速器扭矩峰值不超过减速器额定扭矩以及减速器均方根扭矩最小的原则计算出最佳调节角度。
[0007]所述控制系统实现的主要功能是最佳调节角度计算及电动机运转的控制。控制系统主要包括PLC可编程逻辑控制器和伺服系统等。PLC的主要作用:与电能质量分析仪通信，计算上、下冲程的平均功率，求得抽油机的平衡度；与动力仪通信，根据均方根扭矩最小原则计算最佳调节角度；根据最佳调节角度控制伺服系统执行相应的旋转，利用螺杆旋转带动螺杆上的螺旋螺母左右移动，从而快速、精确地调节下偏杠到最佳角度位置。本装置的工作过程包括使用电能质量分析仪测试电机功率，控制系统计算电机上、下冲程平均功率，得到功率平衡度。控制系统根据功率平衡度判断是否需要进行平衡调整，需要进行平衡调整时，控制系统结合动力仪所测示功图数据进一步计算下偏杠的最佳调节角度；控制系统根据最佳调节角度控制伺服系统执行相应的旋转，利用丝杆旋转带动丝杠上的螺旋螺母左右移动，从而快速、精确地调节下偏杠到最佳角度位置。
[0008]本实用新型的优点在于:能自动调节平衡，采用均方根扭矩最小的调节准则使抽油机达到最节能状态。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型一种游梁式抽油机平衡自动调节系统的示意图；
[0010]图2为本实用新型的下偏杠螺杆自动调节装置结构示意图。
[0011]图中:1.电能质量分析仪，2.控制系统，3.动力仪，4.下偏杠螺杆自动调节装置，5.基座，6.挡板，7.伺服电机，8.联轴器，9.螺杆，10.支撑板，11.螺旋螺母，12.下偏杠，13.配重。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的技术作具体说明:
[0013]如图1、图2所示，本实用新型一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，由电能质量分析仪1、控制系统2、动力仪3、下偏杠螺杆自动调节装置4组成；所述下偏杠螺杆自动调节装置4安装在游梁式抽油机游梁后臂尾端，由伺服电机7驱动螺杆9旋转，使螺旋螺母11在螺杆9上左右移动从而带动下偏杠12旋转到合适的位置；电能质量分析1仪安装在抽油机主电机的电源输入端，测量主电机的有功功率；动力仪3安装在光杆上，测量悬点载荷和悬点位移；控制系统2计算平衡度并计算出最佳调节角度；控制系统2控制伺服电机7旋转调节下偏杠12到最佳角度。
[0014]下偏杠螺杆自动调节装置4主要由螺杆9、下偏杠12和配重13组成；下偏杠12通过支撑板10用铰支链连接在游梁后臂尾端，下偏杠12通过螺旋螺母11与螺杆9相连。螺杆9通过联轴器8与伺服电机7相连。伺服电机7通过基座5连接在游梁后臂上，螺杆9所受轴向力通过挡板6传递到游梁上。
[0015]控制系统2的主要功能是进行平衡度计算并判断是否需要进行平衡调整；需要进行平衡调整时，按照减速器扭矩峰值不超过减速器额定扭矩以及减速器均方根扭矩最小的原则计算出最佳调节角度，再控制伺服电机7旋转，快速、精确的调节下偏杠12到最佳角度。
【主权项】
1.一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，由电能质量分析仪(1)、控制系统(2)、动力仪(3)、下偏杠螺杆自动调节装置(4)组成；其特征在于:所述下偏杠螺杆自动调节装置(4)安装在游梁式抽油机游梁后臂尾端，由伺服电机(7)驱动螺杆(9)旋转，使螺旋螺母(11)在螺杆(9)上左右移动从而带动下偏杠(12)旋转到合适的位置；电能质量分析(1)仪安装在抽油机电机的电源输入端，测量电机的有功功率；动力仪(3)安装在光杆上，测量悬点载荷和悬点位移；控制系统(2)计算平衡度并计算出下偏杠最佳调节角度，控制系统(2)控制伺服电机(7)旋转调节下偏杠(12)到最佳角度。2.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，其特征在于:下偏杠螺杆自动调节装置(4)主要由螺杆(9)、下偏杠(12)和配重(13)组成，下偏杠(12)通过支撑板(10)用铰支链连接在游梁后臂尾端；下偏杠(12)通过螺旋螺母(11)与螺杆(9)相连；螺杆(9)通过联轴器⑶与伺服电机(7)相连；伺服电机(7)通过基座(5)连接在游梁后臂上，螺杆(9)所受轴向力通过挡板(6)传递到游梁上。
【专利摘要】本实用新型涉一种游梁式抽油机平衡自动调节系统，它由电能质量分析仪、动力仪、控制系统、下偏杠螺杆自动调节装置组成；所述下偏杠螺杆自动调节装置安装在游梁式抽油机游梁后臂尾端，由伺服电机驱动螺杆旋转，使螺旋螺母在螺杆上左右移动从而带动下偏杠旋转到合适的位置；电能质量分析仪安装在抽油机主电机的输入端，测量电机的有功功率；动力仪安装在抽油机光杆上，测量悬点载荷和悬点位移；控制系统计算平衡度和下偏杠最佳调节角度；控制系统控制伺服电机旋转调节下偏杠到最佳角度。下偏杠螺杆自动调节装置主要由螺杆、下偏杠和配重组成。本实用新型能自动调节平衡，采用均方根扭矩最小的调节准则使抽油机达到最节能状态。
【IPC分类】G05B19/05, E21B43/00
【公开号】CN204984368
【申请号】CN201520461633
【发明人】钟功祥, 蒋林, 吕志忠, 彭彩珍, 张洋, 蒋晓波
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月1日