一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统，属于石油工程抽油机技术领域。本发明专利技术提出的测量方法包括以下步骤：(1)采集抽油机横梁的倾角值信息以及电流值信息；(2)根据倾角值信息判断抽油机一个完整冲程中的上冲程过程和下冲程过程；(3)比较下冲程过程中各采样电流值，找出下冲程过程中的电流最大值I

A measurement method and system of balance degree of beam pumping unit

【技术实现步骤摘要】
一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统
本专利技术涉及一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统，属于石油工程抽油机

技术介绍
游梁式抽油机是油田采油的关键设备，占抽油机总量的90％以上，其耗电量占油田总耗电量的40％左右。抽油机处于不平衡时，一方面对抽油机、电动机、抽油杆泵等产生磨损，缩短了使用年限；另一方面耗费了大量的电能，因此，准确测量抽油机平衡度并让抽油机处于平衡状态工作就显得尤为重要。石油行业标准《油田生产系统能耗测试与计算方法》SY/T5264-2012中规定了抽油机平衡度测试和计算的两种方法：1.电流法；2.功率法。公告号为CN201285417Y的中国技术专利授权文献公开了一种便携式功率法抽油机平衡度测试仪，该专利通过功率法进行平衡度的测试，利用高精度数模转换以及微处理器来消除发电功率对有功功率影响，从而提高平衡度的测试精度，但在现场应用中还需要人工携带，到达现场开展测试，因此存在不能在线测量、时效性差的缺陷。目前，抽油机平衡度测量主要是电流法，即平衡度＝下冲程最大电流/上冲程最大电流。采油厂现在采取的是利用钳形电流表人工测量录入，即每天派人不定时到达井场，打开抽油机配电柜，利用携带的钳形电流表，肉眼观察抽油机上下冲程，读取上下冲程中的最大电流，再利用下冲最大电流值比上冲最大电流值来计算获得平衡度。该方法由于仅凭肉眼观测判断抽油机上下冲程和上下冲程最大电流，因而存在时效性差、误差大等问题，同时由于每天需派人到达井场测量，劳动强度大。近年来，授权公告号为CN202975197U的中国技术专利文献公开了一种抽油机平衡度自动检测系统，该专利实现了平衡度的在线检测，但是该专利通过简单的位置检测装置判断抽油机的上冲过程以及下冲过程，判断精度差，导致找出的上冲电流最大值I上与下冲电流最大值I下不准确，进而使得平衡度测量不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统，用于解决现有抽油机判断上冲过程以及下冲过程精度差的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种游梁式抽油机平衡度的测量方法及系统，一种游梁式抽油机平衡度的测量方法，包括以下步骤：(1)采集抽油机横梁的倾角值信息以及电流值信息；(2)根据倾角值信息判断抽油机一个完整冲程中的上冲程过程和下冲程过程，包括第一种判断过程或者第二种判断过程，其中，第一种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t1，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第一次出现倾角最小值时，记录该第一次倾角最小值的采样时刻t2，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第二次出现倾角最大值时，记录该第二次倾角最大值的采样时刻t3，则抽油机在所述采样时刻t1与采样时刻t2之间构成的时间段内处于下冲程过程，在所述采样时刻t2与采样时刻t3之间构成的时间段内处于上冲程过程；第二种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最小值时，记录该第一次倾角最小值的采样时刻t1＇，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t2＇，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第二次出现倾角最小值时，记录该第二次倾角最小值的采样时刻t3＇，则抽油机在所述采样时刻t1＇与采样时刻t2＇之间构成的时间段内处于上冲程过程，在所述采样时刻t2＇与采样时刻t3＇之间构成的时间段内处于下冲程过程；(3)比较在下冲程过程中采集到的各电流值，找出下冲程过程中的电流最大值，定义该电流最大值为下冲电流最大值I下；比较在上冲程过程中采集到的各电流值，找出上冲程过程中的电流最大值，定义该电流最大值为上冲电流最大值I上；(4)根据下冲电流最大值I下与上冲电流最大值I上计算得到平衡度。本方法通过采集比较的方法确定抽油机依次出现的倾角最大值与倾角最小值，并且记录出现这两个倾角值的时刻，以这两个时刻之间构成的时间段判断抽油机的上冲过程或者下冲过程，之后又通过采集比较的方法获得上冲过程或者下冲过程的最大电流，判断结果精准，误差小，进而计算出精确的平衡度，通过平衡度的精确测量，避免因数据不准确导致工作人员判断失误，进一步的减少抽油机的磨损，延长抽油机的使用寿命，同时还可以节约资源。进一步的，通过移位比较算法找出倾角最大值与倾角最小值，其中，倾角最大值的获取过程为：按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的倾角值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，直至找到倾角最大值；倾角最小值的获取过程为：按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的倾角值，保留较小值，舍去较大值，该较小值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，保留较小值，舍去较大值，得到的较小值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，直至找到倾角最小值。移位比较算法的核心在于比较之后只保留需要的数据，这样大大节约了存储空间，提高了计算的效率，进而加快判断过程，更具有实时性。进一步的，通过移位比较算法来找出上冲电流最大值I上与下冲电流最大值I下，其中，上冲电流最大值I上的获取过程为：上冲程过程中，按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的电流值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，直至上冲程过程结束，找到上冲程过程中的电流最大值；下冲电流最大值I下的获取过程为：下冲程过程中，按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的电流值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，直至下冲程过程结束，找到下冲程过程中的电流最大值。移位比较算法的核心在于比较之后只保留需要的数据，这样大大节约了存储空间，提高了计算的效率，进而加快判断过程，更具有实时性。进一步的，多次测量平衡度，利用求平均值的方法求得平均平衡度。经过多次测量取平均，保证平衡度的准确性，避免因单次测量出现失误导致整个结果出现偏差。一种游梁式抽油机平衡度的测量系统，包括控制模块，控制模块包括处理器和存储器，处理器运行存储在存储器中的计算机程序，以实现如下步骤：(1)采集抽油机横梁的倾角值信息以及电流值信息；(2)根据倾角值信息判断抽油机一个完整冲程中的上冲程过程和下冲程过程，包括第一种判断过程或者第二种判断过程，其中，第一种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t1，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第一次出现倾角最小值时，记录该第一次倾角最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种游梁式抽油机平衡度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)采集抽油机横梁的倾角值信息以及电流值信息；/n(2)根据倾角值信息判断抽油机一个完整冲程中的上冲程过程和下冲程过程，包括第一种判断过程或者第二种判断过程，其中，/n第一种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t

【技术特征摘要】
1.一种游梁式抽油机平衡度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集抽油机横梁的倾角值信息以及电流值信息；
(2)根据倾角值信息判断抽油机一个完整冲程中的上冲程过程和下冲程过程，包括第一种判断过程或者第二种判断过程，其中，
第一种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t1，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第一次出现倾角最小值时，记录该第一次倾角最小值的采样时刻t2，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第二次出现倾角最大值时，记录该第二次倾角最大值的采样时刻t3，则抽油机在所述采样时刻t1与采样时刻t2之间构成的时间段内处于下冲程过程，在所述采样时刻t2与采样时刻t3之间构成的时间段内处于上冲程过程；
第二种判断过程为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，比较各倾角值的大小，当第一次出现倾角最小值时，记录该第一次倾角最小值的采样时刻t1＇，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第一次出现倾角最大值时，记录该第一次倾角最大值的采样时刻t2＇，接着继续比较后续各倾角值的大小，当第二次出现倾角最小值时，记录该第二次倾角最小值的采样时刻t3＇，则抽油机在所述采样时刻t1＇与采样时刻t2＇之间构成的时间段内处于上冲程过程，在所述采样时刻t2＇与采样时刻t3＇之间构成的时间段内处于下冲程过程；
(3)比较在下冲程过程中采集到的各电流值，找出下冲程过程中的电流最大值，定义该电流最大值为下冲电流最大值I下；比较在上冲程过程中采集到的各电流值，找出上冲程过程中的电流最大值，定义该电流最大值为上冲电流最大值I上；
(4)根据下冲电流最大值I下与上冲电流最大值I上计算得到平衡度。


2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机平衡度的测量方法，其特征在于，通过移位比较算法找出倾角最大值与倾角最小值，其中，
倾角最大值的获取过程为：按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的倾角值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，直至找到倾角最大值；
倾角最小值的获取过程为：按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的倾角值，保留较小值，舍去较大值，该较小值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，保留较小值，舍去较大值，得到的较小值继续与下一个采样周期采集到的倾角值进行比较，直至找到倾角最小值。


3.根据权利要求1或2所述的游梁式抽油机平衡度的测量方法，其特征在于，通过移位比较算法找出上冲电流最大值I上与下冲电流最大值I下，其中，
上冲电流最大值I上的获取过程为：上冲程过程中，按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的电流值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，直至上冲程过程结束，找到上冲程过程中的电流最大值；
下冲电流最大值I下的获取过程为：下冲程过程中，按照采样周期，比较两个相邻采样周期采集到的电流值，保留较大值，舍去较小值，该较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，保留较大值，舍去较小值，得到的较大值继续与下一个采样周期采集到的电流值进行比较，直至下冲程过程结束，找到下冲程过程中的电流最大值。


4.根据权利要求3所述的游梁式抽油机平衡度的测量方法，其特征在于，多次测量平衡度，利用求平均值的方法求得平均平衡度。


5.一种游梁式抽油机平衡度的测量系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘长松，朱斌，赵斌，刘晓敏，田芳勇，魏鲲鹏，马广杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11