一种塔架式抽油机电控调冲程装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及石油机械技术领域，尤其涉及一种塔架式抽油机电控调冲程装置和方法，该装置包括：导向轮，设置在塔架式抽油机主体的第一侧，且抽油杆设置在与所述塔架式抽油机主体的相同侧，导向轮与塔架式抽油机主体的上端固定连接；感应器，设置在所述导向轮支架上，用以在冲程周期内采集各所述感应磁铁的磁信号，并将各所述磁信号转化为第一电信号并确定所述第一电信号的实际数量；若干采集器，设置在所述塔架式抽油机主体外，用以记录第二电信号并记录第二电信号的采集时间，各所述采集器的间距与配重物标准位移量对应；控制器，位于塔架式抽油机下方，用以根据所述电信号数量控制冲程方向的改变。本发明专利技术提高了塔架式抽油机运行的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种塔架式抽油机电控调冲程装置及方法


[0001]本专利技术涉及石油机械
，尤其涉及一种塔架式抽油机电控调冲程装置及方法。

技术介绍

[0002]目前塔架式抽油机的运行原理是电控柜驱动电机做正反转动从而使得抽油杆上下往复运行，在此期间每个冲程过程中设备配重经过安装在塔架上的中位光电开关时给定开关量信号给控制系统，控制系统根据预先设定的位移距离控制偏差范围值进行矫正，使得设备始终保持在允许运行区间。
[0003]公开号为CN103412511A专利文献公开了一种永磁同步电机直驱式抽油机控制系统及控制方法，该控制系统由用户操作单元、PLC单元以及变频器，整机上电，设置冲程、冲次，检修模式下，手动上行至触碰上行程开关，抽油机停止，冲程计数器清零，运行模式下，启动后抽油杆以上行程开关处为冲程零点，按照设定的冲程值上下往复运动，工作过程中可在线更改冲程值，可通过模拟调速旋钮分别调节上下行速度，通过对速度反馈脉冲的采集，计算速度和冲程控制换向点，并实时计算冲次。
[0004]但是，塔架式抽油机的行程开关组与配重物间接接触使得经常发生丢失配重物信号的情况，从而导致塔架式抽油机故障停机的情况。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种塔架式抽油机电控调冲程装置及方法，可以解决塔架式抽油机丢失信配重物号致使塔架式抽油机故障停机的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种塔架式抽油机电控调冲程装置，该装置包括：
[0007]导向轮，设置在塔架式抽油机主体的第一侧，且抽油杆设置在与所述塔架式抽油机主体的相同侧，所述导向轮与所述塔架式抽油机主体的上端固定连接，所述导向轮通过导向轮支架与所述塔架式抽油机主体连接，用以引导钢丝绳运动，所述导向轮外侧沿周向均匀设置若干安装孔用以安装感应磁铁，所述感应磁铁与所述安装孔一一对应；
[0008]感应器，设置在所述导向轮支架上，用以在冲程周期内采集各所述感应磁铁的磁信号，并将各所述磁信号转化为第一电信号并确定所述第一电信号的实际数量；
[0009]若干采集器，设置在所述塔架式抽油机主体外，用以记录第二电信号并记录第二电信号的采集时间，各所述采集器的间距与配重物标准位移量对应；
[0010]控制器，设置在塔架式抽油机主体内，与所述感应器和所述若干采集器连接，用以根据所述第一电信号和所述第二电信号控制所述冲程周期内的冲程方向的切换；
[0011]所述控制器包括计算模块、对比模块和累计模块，其中，
[0012]所述计算模块，根据导向轮参数计算所述配重物标准位移量以及根据所述第二电信号和所述第二电信号的采集时间计算配重物实际位移量；
[0013]所述对比模块，与所述计算模块连接，将所述配重物实际位移量与所述配重物标
准位移量进行比对，根据比对结果确定导向轮的转动角度系数用以修正所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度以及根据比对结果判断所述钢丝绳的磨损评估差值用以进行安全预警；
[0014]所述累计模块，与所述对比模块连接，用以累计所述第一电信号数量，当所述第一电信号累计数量到达上冲程量的预定值时所述控制器自动调整电机电流改变方向，用以改变冲程方向进行下冲程运动。
[0015]进一步地，所述计算模块根据所述第一电信号计算所述配重物标准位移量，所述计算模块根据第一电信号设置导向轮参数，并根据所述导向轮参数计算所述配重物标准位移量，所述导向轮参数包括导向轮半径和所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度，所述对比模块根据公式(1)计算配重物标准位移量L0，量纲为米；
[0016]L0＝2πrα/360
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)，
[0017]其中，L0表示为配重物标准位移量，α表示为所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度，r表示为所述导向轮的半径。
[0018]进一步地，所述对比模块将所述配重物实际位移量与所述配重物标准位移量进行比对，设定L(Lmin，Lmax)，其中，Lmin＝(L0
‑
0.01)配重物标准位移量范围最小值，Lmax＝(L0+0.01)为配重物标准位移量范围最大值，
[0019]若所述对比模块判定配重物实际位移量L符合标准时，所述对比模块则传输第一电信号；
[0020]若所述对比模块判定配重物实际位移量L不符合标准时，所述对比模块则不传输第一电信号，并比对配重物实际位移量差值
△
L与配重物标准位移量差值
△
L0以根据导向轮的第一转动角度系数或第二转动角度系数调节所述转动角度。
[0021]进一步地，所述对比模块将所述配重物实际位移量与所述配重物标准位移量进行比对，根据比对结果确定导向轮的转动角度系数，所述对比模块包括第一对比单元、第二对比单元和确定单元，其中，
[0022]若所述第一对比单元判定配重物实际位移量L大于配重物标准位移量L0，所述确定单元确定所述第一转动角度系数ki＝(L
‑
L0)/(L
‑△
Li)，修正所述转动角度为α(1
‑
ki)；
[0023]若所述第二对比单元判定配重物实际位移量L小于配重物标准位移量L0，所述确定单元确定所述第二转动角度系数ki'＝(L0
‑
L)/(L0
‑△
Li)，修正所述转动角度为α(1+ki')。
[0024]进一步地，所述对比模块计算配重物实际位移量差值
△
L与配重物标准位移量
△
L0差值做比对以根据导向轮的转动角度系数调节所述转动角度，其中，
△
L1＝1/4
×
[Lmax
‑
Lmin],
△
L2＝2/4
×
[Lmax
‑
Lmin],
△
L3＝3/4
×
[Lmax
‑
Lmin]，
[0025]当L＞Lmax时，所述对比模块根据配重物实际位移量L计算配重物实际位移量差值
△
L，设定
△
L＝L
‑
Lmax；
[0026]当
△
L＜
△
L1时，所述对比模块选取转动角度系数k1调节所述导向轮的转动角度α至对应值；
[0027]当
△
L1≤
△
L＜
△
L2时，所述对比模块选取转动角度系数k2调节所述导向轮的转动角度α至对应值；
[0028]当
△
L2≤
△
L＜
△
L3时，所述对比模块选取转动角度系数k3调节所述导向轮的转
动角度α至对应值；
[0029]当
△
L≥
△
L3时，所述对比模块判断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔架式抽油机电控调冲程装置，其特征在于，包括：导向轮，设置在塔架式抽油机主体的第一侧，且抽油杆设置在与所述塔架式抽油机主体的相同侧，所述导向轮与所述塔架式抽油机主体的上端固定连接，所述导向轮通过导向轮支架与所述塔架式抽油机主体连接，用以引导钢丝绳运动，所述导向轮外侧沿周向均匀设置若干安装孔用以安装感应磁铁，所述感应磁铁与所述安装孔一一对应；感应器，设置在所述导向轮支架上，用以在冲程周期内采集各所述感应磁铁的磁信号，并将各所述磁信号转化为第一电信号并确定所述第一电信号的实际数量；若干采集器，设置在所述塔架式抽油机主体外，用以记录第二电信号并记录第二电信号的采集时间，各所述采集器的间距与配重物标准位移量对应；控制器，设置在塔架式抽油机主体内，与所述感应器和所述若干采集器连接，用以根据所述第一电信号和所述第二电信号控制所述冲程周期内的冲程方向的切换；所述控制器包括计算模块、对比模块和累计模块，其中，所述计算模块，根据导向轮参数计算所述配重物标准位移量以及根据所述第二电信号和所述第二电信号的采集时间计算配重物实际位移量；所述对比模块，与所述计算模块连接，将所述配重物实际位移量与所述配重物标准位移量进行比对，根据比对结果确定导向轮的转动角度系数用以修正所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度以及根据比对结果判断所述钢丝绳的磨损评估差值用以进行安全预警；所述累计模块，与所述对比模块连接，用以累计所述第一电信号数量，当所述第一电信号累计数量到达上冲程量的预定值时所述控制器自动调整电机电流改变方向，用以改变冲程方向进行下冲程运动。2.根据权利要求1所述的塔架式抽油机电控调冲程装置，其特征在于，所述计算模块根据所述导向轮参数计算所述配重物标准位移量，所述导向轮参数包括导向轮半径和所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度，所述对比模块根据公式(1)计算配重物标准位移量L0，量纲为米；L0＝2πrα/360
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)，其中，L0表示为配重物标准位移量，α表示为所述感应器采集相邻感应磁铁的第一电信号时导向轮转动的角度，r表示为所述导向轮的半径。3.根据权利要求2所述的塔架式抽油机电控调冲程装置，其特征在于，所述对比模块将所述配重物实际位移量与所述配重物标准位移量进行比对，设定L(Lmin，Lmax)，其中，Lmin＝(L0
‑
0.01)配重物标准位移量范围最小值，Lmax＝(L0+0.01)为配重物标准位移量范围最大值，若所述对比模块判定配重物实际位移量L符合标准时，所述对比模块则传输第一电信号；若所述对比模块判定配重物实际位移量L不符合标准时，所述对比模块则不传输第一电信号，并比对配重物实际位移量差值
△
L与配重物标准位移量差值
△
L0以根据导向轮的第一转动角度系数或第二转动角度系数调节所述转动角度。4.根据权利要求3所述的塔架式抽油机电控调冲程装置，其特征在于，所述对比模块将所述配重物实际位移量与所述配重物标准位移量进行比对，根据比对结果确定导向轮的转
动角度系数，所述对比模块包括第一对比单元、第二对比单元和确定单元，其中，若所述第一对比单元判定配重物实际位移量L大于配重物标准位移量L0，所述确定单元确定所述第一转动角度系数ki＝(L
‑
L0)/(L
‑△
Li)，修正所述转动角度为α(1
‑
ki)；若所述第二对比单元判定配重物实际位移量L小于配重物标准位移量L0，所述确定单元确定所述第二转动角度系数ki'＝(L0
‑
L)/(L0
‑△
Li)，修正所述转动角度为α(1+ki')。5.根据权利要求4所述的塔架式抽油机电控调冲程装置，其特征在于，所述对比模块计算配重物实际位移量差值
△
L与配重物标准位移量
△
L0差值做比对以根据导向轮的转动角度系数调节所述转动角度，其中，
△
L1＝1/4
×
[Lmax
‑
Lmin],
△
L2＝2/4
×
[Lmax
‑
Lmin],
△
L3＝3/4
×
[Lmax
‑
Lmin]，当L＞Lmax时，所述对比模块根据配重物实际位移量L计算配重物实际位移量差值
△
L，设定
△
L＝L
‑
Lmax；当
△
L＜
△
L1时，所述对比模块选取转动角度系数k1调节所述导向轮的转动角度α至对应值；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明禄，李庚昌，郭宇涛，吴临平，徐畅，王嘉玥，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：