抽油机悬点位移确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动化监控领域，特别涉及一种抽油机悬点位移确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 抽油机包括曲柄、游梁、连杆和支架，曲柄上设置有输出轴和连杆轴，连杆通过连 杆轴与曲柄活动连接，游梁包括游梁前臂和游梁后臂，且游梁上设置有支架轴和横梁轴，游 梁通过横梁轴与连杆活动连接，游梁通过支架轴与支架活动连接，抽油机悬点可以近似为 游梁前臂远离支架轴的一端，也称为驴头的悬点，而测定抽油机悬点位移可以及时准确地 跟踪掌握抽油机的运行状态，对油田生产管理工作有着非常重要的现实意义。
[0003] 相关技术中有一种抽油机悬点位移的测定方法，该方法通过在抽油机悬点处安装 位移传感测量仪器，在抽油机运行时，可以直接通过该位移传感测量仪器获取悬点的位移 数据。
[0004] 发明人在实现本发明的过程中，发现上述方式至少存在如下缺陷：上述方法由于 直接将位移传感器安装于抽油机悬点处，而抽油机在运行时抽油机悬点处的振动较大，因 而该方法测出的抽油机悬点位移数据精度较低。
【发明内容】
[0005] 为了解决相关技术中测出的抽油机悬点位移数据精度较低的问题，本发明实施例 提供了一种抽油机悬点位移确定方法及装置。所述技术方案如下：
[0006] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种抽油机悬点位移确定方法，用于转速表， 抽油机包括曲柄、游梁、连杆和支架，曲柄上设置有输出轴和连杆轴，连杆通过连杆轴与曲 柄连接，游梁包括游梁前臂和游梁后臂，且游梁上设置有支架轴和横梁轴，游梁通过横梁轴 与连杆连接，游梁通过支架轴与支架连接，方法包括：
[0007] 在第二平面的转动角α满足〇° < α < 180°时，根据第一转动角公式确定游梁 前臂的转动角Θ，第一转动角公式为：
[0008]
[0009] 在第二平面的转动角α满足180° < α < 360°时，根据第二转动角公式确定游 梁前臂的转动角Θ，第二转动角公式为：
[0010]
[0011] 根据位移公式和游梁前臂的转动角θ，确定抽油机悬点垂直方向上的位移s，位 移公式为：
[0012] s = a sin θ ；
[0013] 其中，i为输出轴到支架轴的水平距离，h为输出轴到支架轴的垂直距离，c为游梁 后臂的长度、a为游梁前臂的长度、r为曲柄的长度、p为连杆的长度，第二平面为连杆轴和 输出轴所成平面，第二平面的转动角α为曲柄从初始位置以输出轴为轴顺时针旋转所形 成的角，初始位置为以第一平面与第二平面重合且曲柄指向支架轴时所在位置，第一平面 为支架轴与输出轴所成平面。
[0014] 可选的，该方法还包括：
[0015] 通过安装于曲柄的转速表获取的数据确定第二平面的转动角α。
[0016] 可选的，通过安装于曲柄的转速表获取的数据确定第二平面的转动角α，包括：
[0017] 获取连杆轴在曲柄以输出轴为轴进行圆周运动时的径向加速度ay和运动方向加 速度ax;
[0018] 通过角度公式计算曲柄与水平方向的夹角β，角度公式为：
[0019]
[0020] 通过β及第一夹角λ得到第二平面的转动角α，第一夹角λ为第一平面与水平 面的夹角。
[0021] 可选的，该方法还包括：
[0022] 向显示装置发送抽油机悬点垂直方向上的位移s。
[0023] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种抽油机悬点位移确定装置，该抽油机悬 点位移确定装置用于确定抽油机悬点位移，抽油机包括曲柄、游梁、连杆和支架，曲柄上设 置有输出轴和连杆轴，连杆通过连杆轴与曲柄连接，游梁包括游梁前臂和游梁后臂，且游梁 上设置有支架轴和横梁轴，游梁通过横梁轴与连杆连接，游梁通过支架轴与支架连接，装置 包括：
[0024] 第一转动角确定模块，用于在第二平面的转动角α满足〇° < α < 180°时，根 据第一转动角公式确定游梁前臂的转动角Θ，第一转动角公式为：
[0025]
[0026] 第二转动角确定模块，用于在第二平面的转动角α满足180° < α < 360°时， 根据第二转动角公式确定游梁前臂的转动角Θ，第二转动角公式为：
[0027]
[0028] 悬点位移确定模块，用于根据位移公式和游梁前臂的转动角Θ，确定抽油机悬点 垂直方向上的位移s，位移公式为：
[0029] s = a sin θ ；
[0030] 其中，i为输出轴到支架轴的水平距离，h为输出轴到支架轴的垂直距离，c为游梁 后臂的长度、a为游梁前臂的长度、r为曲柄的长度、p为连杆的长度，第二平面为连杆轴和 输出轴所成平面，第二平面的转动角α为曲柄从初始位置以输出轴为轴顺时针旋转所形 成的角，初始位置为以第一平面与第二平面重合且曲柄指向支架轴时所在位置，第一平面 为支架轴与输出轴所成平面。
[0031] 可选的，该装置还包括：
[0032] 转动角确定模块，用于通过安装于曲柄的转速表获取的数据确定第二平面的转动 角α 〇
[0033] 可选的，转动角确定模块包括：加速度获取单元、夹角确定单元和转动角确定单 元；
[0034] 加速度获取单元，用于获取连杆轴在曲柄以输出轴为轴进行圆周运动时的径向加 速度ay和运动方向加速度a χ;
[0035] 夹角确定单元，用于通过角度公式计算曲柄与水平方向的夹角β，角度公式为：
[0036]
[0037] 转动角确定单元，用于通过β及第一夹角λ得到第二平面的转动角α，第一夹角 λ为第一平面与水平面的夹角。
[0038] 可选的，该装置还包括：
[0039] 数据发送模块，用于向显示装置发送抽油机悬点垂直方向上的位移s。
[0040] 本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0041] 通过测量曲柄的转动角来得到抽油机悬点的位移，由于在抽油机运行时，曲柄处 的振动比抽油机悬点处的振动小，因而在曲柄处测出的数据也比在抽油机悬点处测出的数 据精确，解决了相关技术中直接测量时测出的抽油机悬点位移数据精度较低的问题；达到 了测得的抽油机悬点位移数据具有较高精度的效果。
[0042] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本发明。
【附图说明】
[0043] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0044] 图1是本发明实施例示出的一种抽油机的结构图；
[0045] 图2是根据一示例性实施例示出的一种抽油机悬点位移确定方法的流程图；
[0046] 图3是根据另一示例性实施例示出的一种抽油机悬点位移确定方法的流程图；
[0047] 图4是根据图3示出的抽油机悬点位移确定方法中的一种抽油机几何结构示意 图；
[0048] 图5是根据另一示例性实施例示出的一种抽油机悬点位移确定装置的框图；
[0049] 图6是根据图5所示实施例示出的另一种抽油机悬点位移确定装置的框图；
[0050] 图7是图6所示的抽油机悬点位移确定装置中的转动角确定模块540的框图；
[0051] 图8是根据图5所示实施例示出的另一种抽油机悬点位移确定装置的框图。
[0052] 通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图 和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为 本领域技术人员说明本发明的概念。
【具体实施方式】
[0053] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0054] 图1是根据本发明实施例示出的一种抽油机的结构图，该抽油机可以包括：
[0055] 游梁后臂11，游梁前臂12,驴头13,支架轴14,横梁轴15,支架16,连杆17,曲柄 18,连杆轴19,输出轴20。其中曲柄18上设置有输出轴20和连杆轴19,连杆17通过连杆 轴19与曲柄18活动连接，游梁前臂12和游梁后臂11统称为游梁，游梁上设置有支架轴14 和横梁轴15,游梁后臂11通过横梁轴15与连杆17活动连接，游梁通过支架轴14与支架 16活动连接。本发明实施例中可以将驴头13与游梁前臂12的接合处作为抽油机的悬点。