泵效调整智能化抽油机制造技术

本发明专利技术提供一种泵效调整智能化抽油机，设置在油井处可以根据工人设置的泵效牵引抽油泵进行抽油，其特征在于，包括：抽油动作装置；以及控制所述抽油动作装置动作的抽油控制装置。根据工人输入设定的泵效生成对应的基准示功图，与根据测量获取的当前电参数以及存储的固定电参数和传动参数生成的当前示功图进行比对。根据当前示功图相对于基准示功图的偏移生成相应的调整频率，并根据该调整频率调整驱动电机的电流频率从而控制抽油动作机构牵引抽油泵抽油的效率。

【技术实现步骤摘要】
泵效调整智能化抽油机
本专利技术属于抽油机设备
，具体涉及一种泵效调整智能化抽油机。
技术介绍
常见的抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动游梁，驱动油井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，从而把油井下的油送到地面。而油井下油层的情况非常复杂，有富油井、贫油井、稀油井、稠油井之分。另外就抽油机油泵本身而言，磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等都是很难解决的问题，况且变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况也对每冲次抽出的油量有很大的影响。随着生产力的发展和生产规模的不断增大，石油开采量不断增加，地下石油存储量不断减少。因为存储量不断减少导致抽油机单位产量能耗高，效率偏低等问题，因此，对抽油机进行控制，提高抽油机效率，降低开采成本是非常重要的。目前，主流的可调速抽油机普遍使用变频器进行变频调速控制，可以根据工人设置的频率调节驱动电机的转速从而控制抽油机的抽油冲次。但是这种方式只能人工改变抽油机的冲次，增加了工人工作量，而且由于油井下的情况复杂多变，油田的工人无法对油井下的情况进行及时的掌握，也无法及时设置最优的控制频率以适应油井中的情况，从而使得抽油泵的平均效率低，单位产量耗电能多，不满足当前抽油井节能降耗的目的。
技术实现思路
为解决上述问题，提供一种泵效调整智能化抽油机，设置在油井处可以根据工人设置的泵效自动控制抽油机的冲次进行抽油，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种泵效调整智能化抽油机，其特征在于，包括：抽油动作装置；以及控制抽油动作装置动作的抽油控制装置，其中，抽油动作装置具有抽油传动机构、驱动电机以及原点检测机构，抽油传动机构与抽油泵连接，用于控制抽油泵进行活塞运动从而实现抽油，驱动电机与抽油传动机构连接，用于驱动抽油传动机构进行往复运动，抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器，操作终端，具有画面存储部、显示部、操作侧通信部以及操作侧控制部，变频器与驱动电机电连接，具有测量部、变频部、变频侧通信部以及变频侧控制部，控制器与变频器以及操作终端通信连接，具有示功图存储部、参数存储部、基准示功图生成部、当前示功图生成获取部、偏移判断部、冲次获取部、控制侧通信部以及控制侧控制部，画面存储部中存储有输入显示画面，示功图存储部中存储有当抽油泵满泵效时的示功图作为满泵效示功图，参数存储部中存储有驱动电机的固定电参数和抽油传动机构的传动参数，输入显示画面具有泵效设定区域以及启动按钮，显示部显示输入显示画面让工人在泵效设定区域输入需要设置的泵效作为预定泵效，一旦工人按下启动按钮对预定泵效进行确认，操作侧控制部就控制操作侧通信部将预定泵效发送给控制器，基准示功图生成部基于预定泵效获得预定示功图饱满度并根据该预定示功图饱满度以及满泵效示功图生成对应的基准示功图，测量部用于测量并获取流经驱动电机的电流的当前的电流值、当前的电压值、当前的频率值以及当前的功率因数值作为当前电参数，变频器通信部将电参数发送给控制侧通信部，一旦控制侧通信部接收到当前电参数，当前示功图生成获取部就根据固定电参数、传动参数以及当前电参数计算获取当前状态下的示功图作为当前示功图，一旦获取当前示功图，控制侧控制部就控制偏移判断部将当前示功图与基准示功图进行比对，判断当前示功图与基准示功图是否存在偏移，容易判断存在偏移，控制侧控制部根据偏移生成调整频率并控制控制侧通信部将该调整频率作为调整信号发送给变频侧通信部，一旦变频侧通信部接收到调整信号，变频侧控制部就控制变频部根据调整信号对流经驱动电机的电流的频率进行调整，从而调整驱动电机的转动频率并实现对抽油动作装置抽油效率的调整。专利技术作用与效果根据本专利技术的泵效调整智能化抽油机，根据工人输入设定的泵效生成对应的基准示功图，与根据测量获取的当前电参数以及存储的固定电参数和传动参数生成的当前示功图进行比对。根据当前示功图相对于基准示功图的偏移生成相应的调整频率，并根据该调整频率调整驱动电机的电流频率从而控制抽油动作机构牵引抽油泵抽油的效率。工人可以根据油田的生产计划设置所需要的泵效，当计划生产的油量减少，工人在油井处通过设置对这一台抽油机的泵效控制这台抽油机的产油量。这大大提高了对油田生产的管理效率，便于油田实现大规模自动化的生产。通过变频器对流经驱动电机的电流的当前的电流值、当前的电压值、当前的功率因数以及当前的频率进行测量。根据这些当前电参数、驱动电机的固定电参数以及抽油传动机构的传动参数，计算获得抽油过程的当前示功图。由于对流经驱动电机的当前电参数的测量受温度、湿度等环境因素影响较小，提高了计算获得的当前示功图的精确度。进一步的提高了对抽油泵抽油动作的控制的精确度。附图说明图1是本专利技术实施例的泵效调整智能化抽油机的构成示意图；图2是本专利技术实施例的抽油动作装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例的抽油控制装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例的变频器的结构示意图；图5是本专利技术实施例的操作终端的结构示意图；图6是本专利技术实施例的输入显示画面；图7是本专利技术实施例的控制器的结构示意图；图8是本专利技术实施例的当前示功图与基准示功图的比对示意图；图9是本专利技术实施例的泵效调整智能化抽油机抽油过程的流程图；图10是本专利技术实施例中抽油过程发生故障时故障处理和警报过程的流程图。具体实施方式以下结合附图以及实施来说明本专利技术的具体实施方式。作为一种实施形态，本专利技术提供了一种泵效调整智能化抽油机，设置在油井处可以根据工人设置的泵效牵引抽油泵进行抽油，其特征在于，包括：抽油动作装置；以及控制抽油动作装置动作的抽油控制装置，其中，抽油动作装置具有抽油传动机构、驱动电机以及原点检测机构，抽油传动机构与抽油泵连接，用于控制抽油泵进行活塞运动从而实现抽油，驱动电机与抽油传动机构连接，用于驱动抽油传动机构进行往复运动，抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器，操作终端，具有画面存储部、显示部、操作侧通信部以及操作侧控制部，变频器与驱动电机电连接，具有测量部、变频部、变频侧通信部以及变频侧控制部，控制器与变频器以及操作终端通信连接，具有示功图存储部、参数存储部、基准示功图生成部、当前示功图生成获取部、偏移判断部、冲次获取部、控制侧通信部以及控制侧控制部，画面存储部中存储有输入显示画面，示功图存储部中存储有当抽油泵满泵效时的示功图作为满泵效示功图，参数存储部中存储有驱动电机的固定电参数和抽油传动机构的传动参数，输入显示画面具有泵效设定区域以及启动按钮，显示部显示输入显示画面让工人在泵效设定区域输入需要设置的泵效作为预定泵效，一旦工人按下启动按钮对预定泵效进行确认，操作侧控制部就控制操作侧通信部将预定泵效发送给控制器，基准示功图生成部基于预定泵效获得预定示功图饱满度并根据该预定示功图饱满度以及满泵效示功图生成对应的基准示功图，测量部用于测量并获取流经驱动电机的电流的当前的电流值、当前的电压值、当前的频率值以及当前的功率因数值作为当前电参数，变频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵效调整智能化抽油机，设置在油井处可以根据工人设置的泵效牵引抽油泵进行抽油，其特征在于，包括：/n抽油动作装置；以及/n控制所述抽油动作装置动作的抽油控制装置，/n其中，所述抽油动作装置具有抽油传动机构、驱动电机，/n所述抽油传动机构与所述抽油泵连接，用于控制所述抽油泵进行活塞运动从而实现所述抽油，/n所述驱动电机与所述抽油传动机构连接，用于驱动所述抽油传动机构进行往复运动；/n所述抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器，/n所述操作终端，具有画面存储部、显示部、操作侧通信部以及操作侧控制部，/n所述变频器与所述驱动电机电连接，具有测量部、变频部、变频侧通信部以及变频侧控制部，/n所述控制器与所述变频器以及所述操作终端通信连接，具有示功图存储部、参数存储部、基准示功图生成部、当前示功图生成获取部、偏移判断部、冲次获取部、控制侧通信部以及控制侧控制部，/n所述画面存储部中存储有输入显示画面，/n所述示功图存储部中存储有当所述抽油泵满泵效时的示功图作为满泵效示功图，/n所述参数存储部中存储有所述驱动电机的固定电参数和所述抽油传动机构的传动参数，/n所述输入显示画面具有泵效设定区域以及启动按钮，/n所述显示部显示所述输入显示画面让所述工人在所述泵效设定区域输入需要设置的泵效作为预定泵效，/n一旦所述工人按下所述启动按钮对所述预定泵效进行确认，所述操作侧控制部就控制所述操作侧通信部将所述预定泵效发送给所述控制器，/n所述基准示功图生成部基于所述预定泵效获得预定示功图饱满度并根据该预定示功图饱满度以及所述满泵效示功图生成对应的基准示功图，/n所述测量部用于测量并获取流经所述驱动电机的电流的当前的电流值、当前的电压值、当前的频率值以及当前的功率因数值作为当前电参数，/n所述变频器通信部将所述电参数发送给所述控制侧通信部，/n一旦所述控制侧通信部接收到所述当前电参数，所述当前示功图生成获取部就根据所述固定电参数、所述传动参数以及所述当前电参数计算获取当前状态下的所述示功图作为所述当前示功图，/n一旦获取所述当前示功图，所述控制侧控制部就控制所述偏移判断部将所述当前示功图与所述基准示功图进行比对，判断所述当前示功图与所述基准示功图是否存在偏移，/n容易判断存在偏移，所述控制侧控制部根据所述偏移生成调整频率并控制所述控制侧通信部将该调整频率作为调整信号发送给所述变频侧通信部，/n一旦所述变频侧通信部接收到所述调整信号，所述变频侧控制部就控制所述变频部根据所述调整信号对流经所述驱动电机的电流的频率进行调整，从而调整所述驱动电机的转动频率并实现对所述抽油动作装置抽油效率的调整。/n...

【技术特征摘要】
1.一种泵效调整智能化抽油机，设置在油井处可以根据工人设置的泵效牵引抽油泵进行抽油，其特征在于，包括：
抽油动作装置；以及
控制所述抽油动作装置动作的抽油控制装置，
其中，所述抽油动作装置具有抽油传动机构、驱动电机，
所述抽油传动机构与所述抽油泵连接，用于控制所述抽油泵进行活塞运动从而实现所述抽油，
所述驱动电机与所述抽油传动机构连接，用于驱动所述抽油传动机构进行往复运动；
所述抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器，
所述操作终端，具有画面存储部、显示部、操作侧通信部以及操作侧控制部，
所述变频器与所述驱动电机电连接，具有测量部、变频部、变频侧通信部以及变频侧控制部，
所述控制器与所述变频器以及所述操作终端通信连接，具有示功图存储部、参数存储部、基准示功图生成部、当前示功图生成获取部、偏移判断部、冲次获取部、控制侧通信部以及控制侧控制部，
所述画面存储部中存储有输入显示画面，
所述示功图存储部中存储有当所述抽油泵满泵效时的示功图作为满泵效示功图，
所述参数存储部中存储有所述驱动电机的固定电参数和所述抽油传动机构的传动参数，
所述输入显示画面具有泵效设定区域以及启动按钮，
所述显示部显示所述输入显示画面让所述工人在所述泵效设定区域输入需要设置的泵效作为预定泵效，
一旦所述工人按下所述启动按钮对所述预定泵效进行确认，所述操作侧控制部就控制所述操作侧通信部将所述预定泵效发送给所述控制器，
所述基准示功图生成部基于所述预定泵效获得预定示功图饱满度并根据该预定示功图饱满度以及所述满泵效示功图生成对应的基准示功图，
所述测量部用于测量并获取流经所述驱动电机的电流的当前的电流值、当前的电压值、当前的频率值以及当前的功率因数值作为当前电参数，
所述变频器通信部将所述电参数发送给所述控制侧通信部，
一旦所述控制侧通信部接收到所述当前电参数，所述当前示功图生成获取部就根据所述固定电参数、所述传动参数以及所述当前电参数计算获取当前状态下的所述示功图作为所述当前示功图，
一旦获取所述当前示功图，所述控制侧控制部就控制所述偏移判断部将所述当前示功图与所述基准示功图进行比对，判断所述当前示功图与所述基准示功图是否存在偏移，
容易判断存在偏移，所述控制侧控制部根据所述偏移生成调整频率并控制所述控制侧通信部将该调整频率作为调整信号发送给所述变频侧通信部，
一旦所述变频侧通信部接收到所述调整信号，所述变频侧控制部就控制所述变频部根据所述调整信号对流经所述驱动电机的电流的频率进行调整，从而调整所述驱动电机的转动频率并实现对所述抽油动作装置抽油效率的调整。


2.根据权利要求1所述的泵效调整智能化抽油机，其特征在于：
其中，所述抽油传动机构还具有曲柄支架、曲柄、游梁支架、游梁、驴头以及减速器，
所述曲柄支架固定安装在地面上，用于安装有所述曲柄，所述曲柄可以围绕曲柄与所述曲柄支架的连接点进行圆周运动，
所述游梁支架固定安装在地面上，用于安装所述游梁，所述游梁以所述游梁与所述游梁支架的连接点为支点进行往复运动，
所述游梁与所述曲柄连接并随着所述曲柄的圆周运动进行往复运动，
所述驴头固定安装在所述游梁上与所述游梁一起进行往复运动，
所述减速器一端与所述驱动电机连接，另一端与所述曲柄连接，用于传递驱动电机的转矩并降低转速，
所述传动参数包括所述减速器的传动比、所述曲柄的旋转半径、所述游梁的旋转半径以及所述驴头的垂直行程。


3.根据权利要求1所述的泵效调整智能化抽油机，其特征在于：
其中，所述抽油传动机构还具有曲柄支架、曲柄以及原点检测模块，
所述控制器还具有冲次获取部，
所述输入显示画面还具有冲次显示区域，
所述曲柄支架固定安装在地面上，用于安装有所述曲柄，所述曲柄可以围绕所述曲柄与所述曲柄支架的连接点进行圆周运动，
所述原点检测模块安装在所述曲柄支架上并与所述控制器通讯连接，用于在所述曲柄转动经过所述原点检测模块所在位置处时向所述控制器发送脉冲信号，
所述冲次获取部根据接收到的所述脉冲信号以及接收到所述脉冲信号的时间进行计算从而获得每分钟所述抽油泵进行所述往复运动的次数作为当前冲次，
所述控制侧通信部将所述当前冲次作为所述冲次信息发送给所述操作终端，
一旦所述操作侧通信部接收到所述冲次信息，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽荣，
申请(专利权)人：上海复泉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31