一种齿条式抽油机位移采集校准方法技术

一种齿条式抽油机位移采集校准方法，包括控制器与变频器连接通信，变频器接收控制器指令控制抽油机异步电动机，控制器与编码器连接通信，获取抽油机齿条位移数据，安装位置探测器，与控制器连接，使位置探测器与抽油机减速箱输出轴、齿条垂直方向的中心在同一水平高度，其校准实现原理为：在抽油机运行过程中，齿条做上、下往复周期性运动，控制器通过位置探测器实时检测齿条垂直方向的中心点，检测到齿条垂直方向的中心点时，控制器将通过编码器采集到的脉冲数置零；采用本发明专利技术，抽油机每周期对齿条位移自动校准三次，保证测量数据的准确性，提高设备运行可靠性，防止发生安全生产事故；设备安装简单，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油开采监控
，特别涉及一种齿条式抽油机位移采集校准方法。
技术介绍
齿条式抽油机通过异步电动机带动齿条做上、下往复运动实现采油。目前，此种类型的抽油机在工作过程中，需要实时检测齿条的位移数据，当齿条向上运动到上死点时，异步电动机需要换向，使齿条向下运动；当齿条向下运动到下死点时，异步电动机再次换向，使齿条向上运动，如此周而复始的工作。针对此种工作模式，齿条的位移情况主要通过编码器来采集，根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种，无论采用哪种编码器，在使用中暴露出很多缺陷，主要表现在以下几个方面：（1）发射装置或接受装置因机械震动等原因而引起的移位或偏移，导致接收装置不能可靠的接收到光信号，而不能产生电信号；（2）因检测装置安装在生产现场，受生产现场环境因素影响导致检测装置不能可靠的工作。如安装部位温度高、湿度大，导致检测装置内部的电子元件特性改变或损坏；（3）生产现场的各种电磁干扰源，对检测装置产生的干扰，导致检测装置输出波形发生畸变失真，使系统误动或引发生产事故。由于编码器在实际使用中存在以上缺陷，应用在齿条式抽油机时，容易导致测量的位移数据与理论位移数据相差较大，导致齿条从工作筒中脱出或者掉入油井中，引发生产事故。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种齿条式抽油机位移采集校准方法。本专利技术采用的技术方案为：一种齿条式抽油机位移采集校准方法，包括控制器与变频器连接通信，变频器接收控制器指令控制抽油机异步电动机，控制器与编码器连接通信，获取抽油机齿条位移数据，安装位置探测器，与控制器连接，使位置探测器与抽油机减速箱输出轴、齿条垂直方向的中心在同一水平高度，其校准实现原理为：在抽油机运行过程中，齿条做上、下往复周期性运动，控制器通过位置探测器实时检测齿条垂直方向的中心点，检测到齿条垂直方向的中心点时，控制器将通过编码器采集到的脉冲数置零。所述的位置探测器优先采用霍尔传感器，也可采用拉线、接近开关。所述的编码器旋转轴与减速箱输出轴为同心圆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：采用本专利技术，抽油机每周期对齿条位移自动校准三次，保证测量数据的准确性，提高设备运行可靠性，防止发生安全生产事故；设备安装简单，便于推广应用。附图说明图1为一种齿条式抽油机结构示意图。图2为一种齿条式抽油机位移采集校准方法结构示意图。图3为一种齿条式抽油机位移采集校准方法应用说明，其中，图3a抽油机齿条在初始位置；图3b抽油机齿条在下死点位置；图3c抽油机齿条在上死点位置。其中：1为齿条、2为齿轮箱壳体、3为减速箱输出轴、4为减速箱、5为抽油杆、6为异步电动机、7为位置探测器、8为控制器、9为变频器、10为编码器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。一种齿条式抽油机位移采集校准方法，包括控制器8与变频器9连接通信，所述变频器9接收控制器8指令控制抽油机异步电动机6，控制器8与编码器10连接通信，获取抽油机齿条1位移数据，安装位置探测器7与控制器8连接，使位置探测器7与抽油机减速箱输出轴3、齿条1垂直方向的中心在同一水平高度。其校准实现原理为：在抽油机运行过程中，齿条1做上、下往复周期性运动，控制器8通过位置探测器7实时检测齿条1垂直方向的中心点，检测到齿条1垂直方向的中心点时，控制器8将通过编码器10采集到的脉冲数置零。所述的位置探测器7采用霍尔传感器、拉线、接近开关。所述的编码器10旋转轴与减速箱输出轴3为同心圆。所述的异步电动机6通过减速箱4降低旋转速度，异步电动机6的机械能传递至减速箱输出轴3，减速箱输出轴3、齿轮位于齿轮箱壳体2内部，齿轮与齿条1连接，减速箱输出轴3与齿轮连接，在齿轮箱壳体2内部，齿轮与齿条1连接，通过齿轮旋转实现齿条1的上、下往复运动，齿条1与抽油杆5通过机械连接，在异步电动机6的带动下，实现地面采油。如图3a所示在齿轮箱壳体2内，减速箱输出轴3、齿条1垂直方向的中心点、位置探测器7在同一水平高度，控制器8对脉冲计数清零；上电后，齿条式抽油机开始工作，异步电动机6正转，异步电动机6带动齿条1向下运动，与减速箱输出轴3为同心圆的编码器10输出脉冲信号，脉冲个数由控制器8进行采集；当控制器8采集到的脉冲数达到设定的脉冲数时，齿条1到达下死点。如图3b所示控制器8通过变频器9使异步电动机6反转，异步电动机6带动齿条1开始向上运动，控制器8将采集到的脉冲数清零并重新开始计数；当齿条1再次运动到初始位置时，减速箱输出轴3、齿条1垂直方向的中心点、位置探测器7在同一水平高度，控制器8通过位置探测器7检测到齿条1已运动至齿条1中心点位置，控制器8将通过编码器10采集到的脉冲数清零并重新开始计数，齿条1继续向上运动；当控制器8通过编码器10采集到的脉冲数达到设定的脉冲数时，齿条1到达上死点。如图3c所示控制器8通过变频器9使异步电动机6反转，齿条1开始向下运动，控制器8将采集到的脉冲数清零并重新开始计数；当齿条1再次运动到初始位置时，减速箱输出轴3、齿条1垂直方向的中心点、位置探测器7在同一水平高度，控制器8通过位置探测器7检测到齿条已运动至齿条1中心点位置，控制器8将通过编码器10采集到的脉冲数清零并重新开始计数，齿条1继续向下运动。通过增加位置探测器7，抽油机每个运行周期内三次对采集到的脉冲数进行校准，大幅提高对位移数据的采集精度，避免了设备运行一段时间后，位移数据采集误差大，需要人工再次重新校准的工作，降低工人劳动量，提高设备运行可靠性，防止发生安全生产事故；在原有的齿条式抽油机设备上仅需安装位置探测器7，设备安装简单，便于推广应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿条式抽油机位移采集校准方法，包括控制器（8）与变频器（9）连接通信，其特征在于：所述变频器（9）接收控制器（8）指令控制抽油机异步电动机（6），控制器（8）与编码器（10）连接通信，获取抽油机齿条（1）位移数据，安装位置探测器（7）与控制器（8）连接，使位置探测器（7）与抽油机减速箱输出轴（3）、齿条（1）垂直方向的中心在同一水平高度。

【技术特征摘要】
1.一种齿条式抽油机位移采集校准方法，包括控制器（8）与变频器（9）连接通信，其特征在于：所述变频器（9）接收控制器（8）指令控制抽油机异步电动机（6），控制器（8）与编码器（10）连接通信，获取抽油机齿条（1）位移数据，安装位置探测器（7）与控制器（8）连接，使位置探测器（7）与抽油机减速箱输出轴（3）、齿条（1）垂直方向的中心在同一水平高度。2.根据权利要求1所述的一种齿条式抽油机位移采集校准方法，其特征在于：所述的位置探测器（7）采用霍尔传感器、拉线、接近开关。3.根据权利要求1所述的一种齿条式抽油机位移采集校准方法，其特征在于：所述的编码器（10）旋转轴与减速箱输出轴（3）为同心圆。4.一种齿条式抽油机，其特征在于：所述的异步电动机（6）通过减速箱（4）降低旋转速度，异步电动机（6）的机械能传递至减速箱输出轴（3），减速箱输出轴（3）、齿轮位于齿轮箱壳体（2）内部，齿轮与齿条（1）连接，减速箱输出轴（3）与齿轮连接，在齿轮箱壳体（2）内部，齿轮与齿条（1）连接，通过齿轮旋转实现齿条（1）的上、下往复运动，齿条（1）与抽油杆（5）通过机械连接，在异步电动机（6）的带动下，实现地面采油。5.根据权利要求1所述的一种齿条式抽油机位移采集校准方法，其特征在于：所述的在齿轮箱壳体（2）内，减速箱输出轴（3）、齿条（1）垂直方向的中心点、位置探测器（7）在同一水平高度，控制器（8）对脉冲计数清零；上电后，齿条式抽油机开始工作，异步电动机（6）正转，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新华，许涛，李海波，
申请(专利权)人：山东天工石油装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37