一种测量油井示功图的小悬臂梁式游梁微变形测量装置。其工作原理是根据虎克定律－在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律。在被测量抽油机的游梁（１）上安装一套小悬臂梁测量装置；通过测量抽油机的游梁（１）在交变载荷的作用下所产生的微量变形△，求出游梁（１）所承受交变载荷Ｐ１的大小；同时使用了重锤倒立摆式角度传感器（６）来测量抽油杆的位移。该套装置是由四部分组成：即固定部分、小悬臂梁部分、测力称重传感器部分和位移传感器部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油井示功图的测量方法领域。
技术介绍
油井的示功图反映了油井抽油泵的工作状况；在油井采油的实际管理工作中，需要不断对每口油井的示功图进行实时测量。以前这项工作主要是由人工来完成的。近年来，出现了许多示功图的实时测量方法，其主要的方法有两种；一种是将传统的示功图采集仪器现场化。测量时将载荷传感器安装在抽油杆上，直接测量抽油杆的受力情况；这种方法的优点是直接测量，缺点是载荷传感器受较大的交变载荷的作用，极易产生塑性变形而引起零点漂移，解决的办法是需要经常对载荷传感器进行校正；这给示功图的实时测量工作带来了诸多不便。另一种方法是通过一种称作游梁传感器的角度测量仪器，通过测量游梁上的两点在受到外力后的形变角度差，来求出载荷力。该种方法较好地解决了传感器的受力情况，但是要在游梁上找到安装游梁传感器的两个平面却十分不易；这是因为几乎所有的抽油机游梁都是通过焊接形成的大型构件，其体积和重量都很大，很难消除因焊接所产生的应力；所以该种方法从理论上讲是可行的，但是实际应用起来却很困难。另外对于抽油杆位移的测量多数采用拉线式方法，这给安装和使用带来了诸多不便，同时拉线的使用寿命也限制了其使用范围。
技术实现思路
针对目前在示功图实时测量领域中所遇到的问题，本专利技术使用了一种小悬臂梁式游梁微变形测量装置。其工作原理是根据虎克定律—在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律特点。将抽油机的游梁视为一个中间支撑两边受力的矩形截面的双悬臂梁；将游梁(1)支撑点A上方受力变形较小的位置作为固定端，将载荷对抽油杆的作用力等效为在悬臂梁的自由端上受到一个横向力P1；为了测量P1的大小，在被测量抽油机的游梁(1)上安装一套小悬臂梁测量装置；通过测量抽油机的游梁(1)在交变载荷的作用下所产生的微量变形△，求出游梁(1)所承受交变载荷P1的大小。该套装置共由四部分组成即固定部分、小悬臂梁部分、测力称重传感器部分和位移传感器部分。本专利技术的主要特征是为了测量游梁(1)的微量变形△，选择游梁(1)支撑点A上方受力变形较小的位置焊接或用其它方法固定一个螺栓(2)。利用游梁变形较小位置上的螺栓(2)，安装和固定一个小悬臂梁(3)。同时在小悬臂梁(3)的自由端上设置一个可调节的定位螺栓(4)。使用小悬臂梁(3)自由端的定位螺栓(4)在游梁(1)和小悬臂梁(3)之间固定一个悬臂梁式测力称重传感器(5)。所使用的悬臂梁式测力称重传感器(5)的量程仅为数公斤以内；对于小悬臂梁(3)而言，这样小的干扰力可以忽略不计；这就保证了测量的准确度。此外，本专利技术的另一个主要特征是使用了重锤倒立摆式角度传感器(6)来测量抽油杆的位移。下面结合说明书附图1和实施实例对本专利技术做进一步说明。附图说明附图1是本专利技术的结构原理示意图。图中游梁(1)安装在支撑点A上并围绕A点作旋转运动，目前正处于水平位置；在游梁(1)的两端分别受到抽油杆的作用力P1和动力在垂直方向的分力P2的作用。小悬臂梁(3)用固定螺栓(2)固定在游梁(1)的支撑点A上方受力变形较小的位置上；小悬臂梁(3)自由端的定位螺栓(4)将一个悬臂梁式测力称重传感器(5)固定在在游梁(1)和小悬臂梁(3)之间；重锤倒立摆式角度传感器(6)安装在游梁中部左边的位置上。在作用力P1的作用下游梁(1)会产生微小的弯曲变形，如附图1中的双点划细线OB′所示。具体实施例方式本专利技术的小悬臂梁式游梁微变形测量装置是将测量对象由抽油杆的作用力P1转到游梁(1)的微小的弯曲变形OB′上；再将该微小的弯曲变形转变成在悬臂梁式测力称重传感器(5)的测量点上所产生竖直方向的微量变形位移△；这个微量变形△实际上与抽油杆上的作用力P1成对应关系。抽油机的游梁在带载荷的条件下，在与支撑点A上方受力变形较小的位置相距0.3米处，所测得的微量变形位移△数值仅为0.03～0.3毫米，这就为悬臂梁式测力称重传感器(5)的型号选择提供了具体的依据；当然不同型号抽油机的应力应变关系还有待于进一步具体测定。本专利技术的小悬臂梁式游梁微变形测量装置两次运用了虎克定律，第一次是游梁(1)在受到外力所产生的应变；第二次是测量时悬臂梁式测力称重传感器(5)的工作原理亦是应用了虎克定律。由于传感器的工作截面与小悬臂梁(3)的截面相差几百至上千倍，因此小悬臂梁(3)的应变也比传感器的应变小几百至上千倍，所以可忽略不计。此外，由于使用了重锤倒立摆式角度传感器(6)来测量抽油杆的位移，所以可不受限制地将其安装在游梁的任意位置上。权利要求1.一种小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于在被测量抽油机的游梁(1)上安装一套小悬臂梁测量装置；并根据虎克定律—在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律；通过测量抽油机的游梁(1)在交变载荷的作用下所产生的微量变形△；求出游梁(1)所承受交变载荷的大小。2.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于选择游梁(1)支撑点A上方受力变形较小的位置焊接或用其它方法固定一个螺栓(2)。3.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于利用游梁变形较小位置上的螺栓(2)，安装和固定一个小悬臂梁(3)。4.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于在小悬臂梁(3)的自由端设置一个可调节的定位螺栓(4)。5.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于使用小悬臂梁(3)自由端的定位螺栓(4)在游梁(1)和小悬臂梁(3)之间固定一个悬臂梁式测力称重传感器(5)。6.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于所使用的悬臂梁式测力称重传感器(5)的量程仅为数公斤以内。7.根据权利要求1所述的小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于使用了重锤倒立摆式角度传感器(6)来测量抽油杆的位移。全文摘要一种测量油井示功图的小悬臂梁式游梁微变形测量装置。其工作原理是根据虎克定律—在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律。在被测量抽油机的游梁(1)上安装一套小悬臂梁测量装置；通过测量抽油机的游梁(1)在交变载荷的作用下所产生的微量变形△，求出游梁(1)所承受交变载荷P1的大小；同时使用了重锤倒立摆式角度传感器(6)来测量抽油杆的位移。该套装置是由四部分组成即固定部分、小悬臂梁部分、测力称重传感器部分和位移传感器部分。文档编号G01L1/04GK101038218SQ200610065018公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日专利技术者许楠, 许建中, 柴宁 申请人:许楠 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小悬臂梁式游梁微变形测量装置，其特征在于：在被测量抽油机的游梁（１）上安装一套小悬臂梁测量装置；并根据虎克定律－在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律；通过测量抽油机的游梁（１）在交变载荷的作用下所产生的微量变形△；求出游梁（１）所承受交变载荷的大小。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许楠，许建中，柴宁，
申请(专利权)人：许楠，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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