抽油机动态自动调平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种抽油机动态自动调平衡装置，属于抽油机平衡调整技术领域。所述装置包括第一储液箱、第二储液箱、导液管、导气管、电控阀门、双向水泵、电流测量模块、主控模块、显示模块、通讯模块。第一储液箱固定于抽油机游梁尾部附近，第二储液箱固定于抽油机游梁上的驴头附近，下部通过导液管连通，顶部通过导气管连通。电流测量模块实时测量电机电流，送给主控模块计算抽油机的平衡度，主控模块根据平衡度的变化实时控制导液管上安装的电控阀门、双向水泵工作，使液体在两储液箱之间流动，实现抽油机平衡的自动动态调整。通讯模块在异常状态时发出报警。所述装置可以实时自动调整抽油机平衡，使平衡度总是保持在最佳水平。

【技术实现步骤摘要】
抽油机动态自动调平衡装置
本专利技术涉及一种抽油机调平衡装置，特别是一种抽油机动态自动调平衡装置。属于抽油机平衡调整领域。
技术介绍
石油是关乎国民生计的重要一次能源，目前油田开采石油的主要设备是抽油机。现阶段各大油田抽油机的应用以游梁式居多。游梁式抽油机的结构组成包括驴头、游梁、横梁、连杆、曲柄、平衡装置、底座、减速器、电机等等。抽油机的采油工作过程分为上行程和下行程。上行程过程中，电机通过做功提升驴头、抽油杆柱和井内液体，电机工作于电动机状态；下行程过程中，驴头、抽油杆柱和井内液体依靠自重下降，电机工作于发电机状态。理想工况下，电机在上行程消耗的电能基本等于电机下行程发出的电能，电能的消耗很小。同时在游梁尾部装设配重块，用来平衡抽油机的负荷，进一步减小电机消耗的功率。但在实际生产中，由于井下工况复杂、设备磨损等原因使得抽油机的负荷经常发生改变，难以保持平衡。这会使电机消耗的电能增加。当不平衡超过一定限度，就需要进行平衡调整。现阶段对抽油机进行平衡调整需要测定平衡值、停机、人工调整平衡机构、再开机测定、校验等步骤，有时需要反复多次调整才能满足要求，但一般也只能达到80％的平衡度要求。由此可见，目前普遍应用的调整平衡方式费时费力、机器启停次数多、电能消耗大，且效果一般。因此迫切需要可以实现方便调整，甚至在不停机的情况下进行高精度平衡调整的装置和技术。为了解决这一问题，中国专利“抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置”（申请号：201010592342.9）提出了一种抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，实现不停机自动调整抽油机的平衡。但是，该专利技术只在游梁尾部装设一个储液箱，因此只能进行增加配重块侧重量的单方向平衡调整，当不平衡是由配重块重于悬点载荷引起时，该装置无法进行平衡调整；导液管从位于地面的固定端延伸到位于游梁尾部的运动端，并随储液箱做上下往复运动，长期运行容易损坏或受到破坏；储液箱为开放式结构，易造成液体的蒸发与污染；调整重量等于水泵运送液量，液体利用率不高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种抽油机动态自动调平衡装置，根据实时测量的抽油机平衡度，实时动态自动调整抽油机的平衡，从而使抽油机的平衡一直保持在最佳范围内。不仅可以在负荷大于配重块的情况下进行调整，还可以在负荷小于配重块的情况下进行反方向调整。具有实时检测、实时调整、反应迅速、无需停机、结构简单可靠、调整精确、适应范围广、操作方便、成本较低、维护方便的特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括第一储液箱（1）、第二储液箱（2）、导液管（3）、导气管（4）、电控阀门（5）电流测量模块（6）、主控模块（7），显示模块（8），通讯模块（9）。第一储液箱（1）固定于抽油机游梁尾部附近，第二储液箱（2）固定于抽油机游梁上的驴头附近，第一储液箱（1）和第二储液箱（2）容积相同。两个储液箱都固定在游梁上，时刻保持相对静止，不存在管道由静止到运动的连接，因此不易损坏或被破坏；同时在两个储液箱距离游梁旋转轴相同的情况下，每次调整的重量为交换液体重量的2倍，使所有液体都得到2倍的利用率，减少整体体积。由于装设了两个储液箱，所以可以实现正反两个方向平衡调整，其他相关技术只在游梁尾部装设一个储液箱，因此只能进行增加配重块侧重量的单方向平衡调整。具体来说，调整效果X等于第一储液箱（1）内液体重量减去第二储液箱（2）内液体重量，当X为正值时，代表等效在配重块侧增加了X重量：当X为负值时，代表等效在悬点载荷侧增加X重量。最大调整效果Xmax=±两箱内液体总重量。第一储液箱（1）和第二储液箱（2）下部通过导液管（3）连通。第一储液箱（1）和第二储液箱（2）顶部通过导气管（4）连通，时刻保持两储液箱连通、压力一致，避免因两储液箱内液体体积改变而产生两储液箱内压力不均的问题，影响正常工作。电控阀门（5）安装于导液管（3）上。电流测量模块（6）采集抽油机电机的实时工作电流，送给主控模块（7）计算出上行电流和下行电流，据此得到抽油机工作的实时平衡度，与设定的平衡度相比较，如果超过阈值需要调整抽油机平衡，主控模块（7）通过控制电控阀门（5）的打开或关闭实现。即主控模块（7）打开电控阀门（5）后，可实现液体通过导液管（3）在第一储液箱（1）和第二储液箱（2）之间流动。所述装置根据实际需求可设置双向水泵（6），安装在导液管（3）上，电流测量模块（6）采集抽油机电机的实时工作电流，送给主控模块（7）计算出上行电流和下行电流，据此得到抽油机工作的实时平衡度，与设定的平衡度阈值相比较，如果超过阈值需要调整抽油机平衡，主控模块（7）控制电控阀门（5）打开，同时根据平衡调整要求确定双向水泵（10）的旋转方向并上电工作；调整完毕时，主控模块（7）控制电控阀门（5）关闭、双向水泵（10）停止工作。所述装置包括显示模块（8），由主控模块（7）控制显示上行电流、下行电流、平衡度，以及电控阀门（5）和双向水泵（10）的工作状态等相关参数，便于现场运行人员随时观测掌握所述装置工作状态和抽油机运行情况。所述装置包括通讯模块（9），主控模块（7）在启动电控阀门（5）和双向水泵（10）调平衡工作一段时间后，如果实时平衡度无明显变化或未达到平衡调整的要求，经通讯模块（9）向运行人员报警。这时可能是液体都集中到一个储液箱中，超出了所述装置的调整范围，或者是所述装置发生故障，需要及时通知运行人员进行现场检查和维修。与现有技术相比较，本专利技术具有如下优点：1）采用电流测量模块采集抽油机电机的实时工作电流，送给主控模块计算得出实时平衡度，再控制平衡度调整装置工作的方式，实现了平衡度的实时自动精确调整，使平衡度一直维持在最佳范围，有效节约了电能。而且，平衡度调整过程自动进行，无需停机、无需人工参预，大大提高了生产效率、降低了生产和管理成本。2）采用两个储液箱分别固定在游梁上两端的结构，第一储液箱、第二储液箱、游梁三者时刻保持相对静止，相关管道不存在管道由静止到运动的连接，且位于高处，整个装置不易损坏或被破坏，结构简单可靠、成本低廉、维护方便；每次调整的重量约为交换液体重量的2倍，液体利用率高、调整效率高、有效降低了整个装置的体积，节约了成本。3）采用两个储液箱都参与平衡调整的方式，实现了正反两个方向的平衡调整，即使在基础配重大于悬点载荷的情况下，也能进行平衡调整，这是其他相关技术无法实现的，因此拓宽了抽油机平衡可调整的范围。4）采用完全封闭式的储液箱，避免了液体的蒸发和污染，有效延长了所述装置的维护周期和使用寿命，减少了工作量、降低了维护成本；储液箱内部填充防止液体震荡的材料，防止液体震荡影响抽油机平衡。5）所述装置可根据实际情况选择是否装设双向水泵，适用范围广、成本可控。工作人员可据油田现场工作环境的不同，选择最合适的结构和平衡调整方式。6）采用显示模块现场显示、采用通讯模块远程报警，方便工作人员随时监测抽油机运行情况和调平衡装置的工作状态，并能及时获取所述装置超限和故障信息，及时通知运行人员进行现场检查和维修。附图说明图1：采用电控阀门的调整方式示意图。图2：采用电控阀门和双向水泵的调整方式示意图。图中：1-第一储液箱，2-第二储液箱，3-导液管，4-导气管，5-电控阀门，6-电本文档来自技高网...

【技术保护点】
抽油机动态自动调平衡装置，其特征在于：所述装置包括第一储液箱（1）、第二储液箱（2）、导液管（3）、导气管（4）、电控阀门（5）、电流测量模块（6）、主控模块（7）；所述第一储液箱（1）固定于抽油机游梁尾部附近，第二储液箱（2）固定于抽油机游梁上的驴头附近，第一储液箱（1）和第二储液箱（2）容积相同；第一储液箱（1）和第二储液箱（2）下部通过导液管（3）连通，顶部通过导气管（4）连通，电控阀门（5）安装于导液管（3）上；电流测量模块（6）采集抽油机电机的实时工作电流，送给主控模块（7）计算出上行电流和下行电流，据此得到抽油机工作的实时平衡度，与设定的平衡度相比较，如果超过阈值，主控模块（7）控制电控阀门（5）工作，使液体在第一储液箱（1）和第二储液箱（2）之间流动，并实时监测平衡度变化，满足平衡度要求后，主控模块（7）控制电控阀门（5）停止工作。

【技术特征摘要】
1.抽油机动态自动调平衡装置，其特征在于：所述装置包括第一储液箱（1）、第二储液箱（2）、导液管（3）、导气管（4）、电控阀门（5）、电流测量模块（6）、主控模块（7）；所述第一储液箱（1）固定于抽油机游梁尾部附近，第二储液箱（2）固定于抽油机游梁上的驴头附近，第一储液箱（1）和第二储液箱（2）容积相同；第一储液箱（1）和第二储液箱（2）下部通过导液管（3）连通，顶部通过导气管（4）连通，电控阀门（5）安装于导液管（3）上；电流测量模块（6）采集抽油机电机的实时工作电流，送给主控模块（7）计算出上行电流和下行电流，据此得到抽油机工作的实时平衡度，与设定的平衡度相比较，如果超过阈值，主控模块（7）控制电控阀门（5）工作，使液体在第一储液箱（1）和第二储液箱（2）之间流动，并实时监测平衡度变化，满足平衡度要求后，主控模块（7）控制电控阀门（...

【专利技术属性】
技术研发人员：周封，孙瑞，郝婷，李隆，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，周封，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23