液面高度检测智能化抽油机制造技术

本发明专利技术提供一种液面高度检测智能化抽油机设置在油井处通过对抽油泵进行往复运动从而实现抽油，其特征在于，包括：抽油动作装置以及抽油控制装置，其中，抽油动作装置具有抽油传动机构以及驱动电机，抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器。抽油传动机构曲柄、曲柄支架以及原点检测机构，抽油控制装置具有操作终端、变频器以及控制器。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，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，控制器具有示功图存储部、参数存储部、当前示功图生成获取部、冲次获取部、泵效计算部、当前液面高度计算部、控制侧通信部以及控制侧控制部。

【技术实现步骤摘要】
液面高度检测智能化抽油机
本专利技术属于抽油机设备
，具体涉及一种液面高度检测智能化抽油机。
技术介绍
目前，国内的老油田新增可采油储量不足，大部分油田已进入年产量下降阶段，加上剩余的油分布十分复杂，开采或调整的难度极大，因此油田管理者需要通过驱油的方法提高油田的产量。油井的液面高度是了解油井的供液情况、诊断油井故障的重要参数，能直接反应地层的供液情况以及井下供排关系，是油田安排驱油计划以及生产计划的重要指标。在传统管理模式下，油井的液面高度的测量利用声波法，需由油田的工人定期到井口进行测量。一般一周左右进行一次测量，除了劳动强度大，测量误差也相对较大。而受到地质等因素的影响，油井的液面高度是实时变化的，传统的模式下不能对油井的液面高度进行实施的监测。而且传统模式下，测量油井高度的仪器较为笨重，且价格高昂。由于不能及时获取油井的液面高度，油田的管理者根据定期测量的液面高度制定的驱油计划的效果难以保证，这不可避免的影响油井的产量。
技术实现思路
为解决上述问题，提供一种液面高度检测智能化抽油机，设置在油井处可以实时对油井的液面高度进行测量并显示，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种液面高度检测智能化抽油机，其特征在于，包括：抽油动作装置以及抽油控制装置，其中，抽油动作装置具有抽油传动机构以及驱动电机抽油传动机构与抽油泵连接，用于控制抽油泵进行往复运动从而实现抽油，抽油传动机构包括曲柄、曲柄支架以及原点检测机构，曲柄与曲柄支架连接，可以围绕曲柄与曲柄支架的连接点进行圆周运动从而最终牵引与抽油传动机构连接的抽油泵进行往复运动从而实现抽油，原点检测模块安装在曲柄支架上，用于在曲柄转动经过原点检测模块所在位置处时发送脉冲信号，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圆周往复运动；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，画面存储部存储有状态显示画面，状态显示画面具有液面高度显示区域，显示部显示状态显示画面并在该画面中显示液面高度显示区域，操作侧通信部用于进行操作终端与控制器之间的数据通信，操作侧控制部用于对操作终端的各个构成部件的工作进行控制，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，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，变频侧通信部将电参数发送给控制器，变频部用于调整流经驱动电机的电流的频率，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、当前示功图生成获取部、冲次获取部、泵效计算部、当前液面高度计算部、控制侧通信部以及控制侧控制部，示功图存储部中存储有抽油动作装置正常工作状态下对应的示功图作为基准示功图，参数存储部中存储有驱动电机的固定电参数、抽油传动机构的传动参数以及在抽油动作装置开始抽油之前测量获得的油井中油的液面高度，当前示功图生成获取部用于在控制侧通信部接收到脉冲信号后，根据固定电参数、传动参数以及变频侧通信部发送的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，冲次获取部根据接收到的脉冲信号以及接收到脉冲信号的时间进行计算从而获得每分钟抽油泵进行往复运动的次数作为当前冲次，泵效计算部根据获取的当前示功图计算抽油泵一个往复冲程内带载行程占总行程的百分比作为抽油效率，当前液面高度计算部根据存储的液面高度、计算获得的当前冲次以及抽油效率进行计算从而获得油井的实际液面高度作为当前液面高度，一旦获得当前液面高度控制侧控制部就控制控制侧通信部将当前液面高度作为液面高度信息发送给操作终端，操作侧控制部根据操作侧通信部接收到的液面高度信息控制显示部显示状态显示画面并在该画面的液面高度显示区域显示当前液面高度量。专利技术作用与效果根据本专利技术的液面高度检测智能化抽油机，每当原点检测模块检测到曲柄转动一周也即抽油泵完成一个往复冲程后，控制器根据变频器测量获得的当前电参数以及存储的固定电参数和传动参数计算获得对应这一个往复冲程的示功图作为当前示功图，接着根据原点检测模块发送的脉冲信号的时间计算抽油泵进行往复运动的冲次，并根据当前示功图计算抽油泵一个往复冲程内带载行程占总行程的百分比作为抽油效率，进一步根据存储的开始抽油之前测量获得的液面高度以及获得的当前冲次和抽油效率计算获得当前液面高度，最后将获得的当前液面高度在操作终端进行显示。本实施例通过测量驱动电机的电参数获得抽油泵的示功图，相比于传统利用载荷传感器和位移传感器获得示功图，本实施例的抽油机能减少温度、湿度等环境对传感器的影响，提高获得的示功图的精确度。然后根据获得的示功图逐步计算获得油井的当前液面高度并进行直观显示，实现了对油井的液面高度的实时检测，便于油田的管理者根据油井当前液面高度及时地合理的安排驱油计划从而更高效的提高生产效率。附图说明图1是本专利技术实施例的液面高度检测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状态显示画面；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液面高度检测智能化抽油机获取液面高度并显示的流程图；图10是本专利技术实施例的液面高度检测智能化抽油机调整抽油效率的流程图；图11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液面高度检测智能化抽油机，设置在油井处通过对抽油泵进行往复运动从而实现抽油，其特征在于，包括：抽油动作装置以及抽油控制装置，其中，抽油动作装置具有抽油传动机构以及驱动电机，抽油传动机构与抽油泵连接，用于控制抽油泵进行往复运动从而实现抽油，抽油传动机构包括曲柄、曲柄支架以及原点检测机构，曲柄与曲柄支架连接，可以围绕曲柄与曲柄支架的连接点进行圆周运动从而最终牵引与抽油传动机构连接的抽油泵进行往复运动从而实现抽油，原点检测模块安装在曲柄支架上，用于在曲柄转动经过原点检测模块所在位置处时发送脉冲信号，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圆周往复运动；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，画面存储部存储有中存储有状态显示画面，状态显示画面具有液面高度显示区域，显示部显示状态显示画面并在该画面中显示液面高度显示区域，操作侧通信部用于进行操作终端与控制器之间的数据通信，操作侧控制部用于对操作终端的各个构成部件的工作进行控制，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，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、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液面高度检测智能化抽油机，设置在油井处通过对抽油泵进行往复运动从而实现抽油，其特征在于，包括：/n抽油动作装置以及抽油控制装置，/n其中，所述抽油动作装置具有抽油传动机构以及驱动电机/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往复运动从而实现所述抽油，/n所述抽油传动机构包括曲柄、曲柄支架以及原点检测机构，/n所述曲柄与所述曲柄支架连接，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从而最终牵引与所述抽油传动机构连接的所述抽油泵进行往复运动从而实现所述抽油，/n所述原点检测模块安装在所述曲柄支架上，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发送脉冲信号，/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所述画面存储部存储有状态显示画面，/n所述状态显示画面具有液面高度显示区域，/n所述显示部显示所述状态显示画面并在该画面中显示所述液面高度显示区域，/n所述操作侧通信部用于进行所述操作终端与所述控制器之间的数据通信，/n所述操作侧控制部用于对所述操作终端的各个构成部件的工作进行控制，/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所述变频侧通信部将所述电参数发送给所述控制器，/n所述变频部用于调整流经所述驱动电机的电流的频率，/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、当前示功图生成获取部、冲次获取部、泵效计算部、当前液面高度计算部、控制侧通信部以及控制侧控制部，/n所述示功图存储部中存储有所述抽油动作装置正常工作状态下对应的示工图作为基准示功图，/n所述参数存储部中存储有所述驱动电机的固定电参数、所述抽油传动机构的传动参数以及在所述抽油动作装置开始抽油之前测量获得的所述油井中油的液面高度，/n所述当前示功图生成获取部用于在所述控制侧通信部接收到所述脉冲信号后，根据所述固定电参数、所述传动参数以及所述变频侧通信部发送的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，/n所述泵效计算部根据获取的所述当前示功图计算所述抽油泵一个往复冲程内带载行程占总行程的百分比作为抽油效率，/n所述当前液面高度计算部根据存储的所述液面高度、获得的所述当前冲次以及所述抽油效率进行计算从而获得所述油井的实际液面高度作为当前液面高度，/n一旦获得所述当前液面高度所述控制侧控制部就控制所述控制侧通信部将所述当前液面高度作为液面高度信息发送给所述操作终端，所述操作侧控制部根据所述操作侧通信部接收到的所述液面高度信息控制所述显示部显示所述状态显示画面并在该画面的所述液面高度显示区域显示所述当前液面高度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种液面高度检测智能化抽油机，设置在油井处通过对抽油泵进行往复运动从而实现抽油，其特征在于，包括：
抽油动作装置以及抽油控制装置，
其中，所述抽油动作装置具有抽油传动机构以及驱动电机
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往复运动从而实现所述抽油，
所述抽油传动机构包括曲柄、曲柄支架以及原点检测机构，
所述曲柄与所述曲柄支架连接，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从而最终牵引与所述抽油传动机构连接的所述抽油泵进行往复运动从而实现所述抽油，
所述原点检测模块安装在所述曲柄支架上，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发送脉冲信号，
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，
所述画面存储部存储有状态显示画面，
所述状态显示画面具有液面高度显示区域，
所述显示部显示所述状态显示画面并在该画面中显示所述液面高度显示区域，
所述操作侧通信部用于进行所述操作终端与所述控制器之间的数据通信，
所述操作侧控制部用于对所述操作终端的各个构成部件的工作进行控制，
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，
所述变频侧通信部将所述电参数发送给所述控制器，
所述变频部用于调整流经所述驱动电机的电流的频率，
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、当前示功图生成获取部、冲次获取部、泵效计算部、当前液面高度计算部、控制侧通信部以及控制侧控制部，
所述示功图存储部中存储有所述抽油动作装置正常工作状态下对应的示工图作为基准示功图，
所述参数存储部中存储有所述驱动电机的固定电参数、所述抽油传动机构的传动参数以及在所述抽油动作装置开始抽油之前测量获得的所述油井中油的液面高度，
所述当前示功图生成获取部用于在所述控制侧通信部接收到所述脉冲信号后，根据所述固定电参数、所述传动参数以及所述变频侧通信部发送的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，
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，
所述泵效计算部根据获取的所述当前示功图计算所述抽油泵一个往复冲程内带载行程占总行程的百分比作为抽油效率，
所述当前液面高度计算部根据存储的所述液面高度、获得的所述当前冲次以及所述抽油效率进行计算从而获得所述油井的实际液面高度作为当前液面高度，
一旦获得所述当前液面高度所述控制侧控制部就控制所述控制侧通信部将所述当前液面高度作为液面高度信息发送给所述操作终端，所述操作侧控制部根据所述操作侧通信部接收到的所述液面高度信息控制所述显示部显示所述状态显示画面并在该画面的所述液面高度显示区域显示所述当前液面高度。


2.根据权利要求1所述的液面高度检测智能化抽油机，其特征在于：
其中，所述控制部还具有偏移判断部，
所述偏移判断部用于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相对于所述基准示功图是否存在偏移，
若判断为是，则所述控制侧控制部基于所述偏移生成所述调整频率，进一步控制所述控制侧通信部将该调整频率作为调整信息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息，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。


3.根据权利要求1所述的液面高度检测智能化抽油机，其特征在于：
其中，所述示功图存储部中还存储有所述抽油的过程中发生严重故障时对应的多个严重故障示功图，并对应存储有相应的故障名称，
所述控制器还具有故障判断部以及警报部，
所述输入显示画面还具有故障显示区域，
一旦所述当前示功图生成获取部获取所述当前示功图，所述控制侧控制部就控制所述故障判断部判断所述当前示功图与所述严重故障示功图中的任意一个是否相同，若判断为是，则所述控制侧控制部控制所述控制侧通信部发...

【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