抽油机多用途能效分析仪及测量方法技术

抽油机多用途能效分析仪及测量方法。抽油机是油田石油开采的主要设备，也是油田主要的电能消耗源之一，在采油成本中，抽油机电费占30%左右。通过分析调整，确定最好的能效发挥效能，是亟待解决的重大问题。一种抽油机多用途能效分析仪，其组成包括：壳体（1），所述的壳体内装有电源电路（2），所述的电源电路连接信号转换及调理电路（3）、数据采集控制电路（4）和数据处理及人机接口电路（5）。本发明专利技术用于抽油机能效分析及测量。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及一种用于机械领域；具体涉及一种。
技术介绍
抽油机是油田石油开采的主要设备，也是油田主要的电能消耗源之一，在采油成本中， 抽油机电费占30%左右。目前，国内使用抽油系统的总效率在一般地区平均只有1 23%， 在先进地区至今也不到30%，而国外先进国家常规抽油机的效率可以达到46%。造成抽油机总效率低下与其自身的结构参数和工作状况有关。抽油机在采油的过程中，由于启动负荷大且地下油层出液量也不十分稳定，一昼夜的周期内液位变化比较大，工作电机的负荷是不完全稳定的。一般抽油机启动的位置都是在下冲程顶点位置(常称为下死点)，要进行启动需要较大的功率，为了生产的顺利进行，必须按大负荷状态配备电机。而在正常运行时电机的负荷一般只有额定功率的20% 30%，这就导致抽油机的驱动电机经常处于“大马拉小车”的运行状态，使电机的工作效率和功率因数明显下降。抽油机在完成一个抽油周期的过程中，上冲程和下冲程的负荷不平衡，并且差别较大，抽油机的不平衡工作状态不仅使得电机拖动功耗大量增加，也使得机械磨损大大增加，并且当不平衡率达到一定程度时，电动机处于发电状态，还会对电网产生干扰，影响供电质量。同时，不平衡的工作状态也使得电机寿命缩短，性能变差。抽油机不平衡状态可以通过参数平衡比大小来反映，精确的测量平衡比是有效调整抽油机调平衡的基础。因此，实现抽油机平衡比的准确测量具有十分重要的眉、ο
技术实现思路
专利技术的目的是提供一种人机交互友好，功能完善，易于扩展的抽油机多用途能效分析仪。上述的目的通过以下的技术方案实现一种抽油机多用途能效分析仪，其组成包括壳体，所述的壳体内装有电源电路，所述的电源电路连接信号转换及调理电路、数据采集控制电路和数据处理及人机接口电路。所述的抽油机多用途能效分析仪，所述的壳体具有正面和背面，所述的正面上部具有仪器触摸屏液晶显示器，所述的正面上部具有连接仪器电源开关和电源指示灯，所述的背面具有外接仪表接口和电源插口。所述的抽油机多用途能效分析仪，所述的数据处理及人机接口电路包括芯片，型号S3C2440，所述的芯片一侧连接数据存储器，所述的芯片一侧连接程序存储器，所述的芯片上部连接触摸屏和液晶显示屏，所述的芯片上部连接以太网接口和数据接口。—种抽油机多用途能效分析仪的测量方法，利用平衡比即抽油机上冲程平均功率与抽油机电机下冲程平均功率之比；实现平衡比的测量关键是实现抽油机冲程功率的准确测量，以及上点和下点位置的正确确定；在下冲程点功率因数最小，并且功率值也在最小值附近，结合下冲程近似时间，可以正确判断出功率曲线上的下死点的位置；上冲程点的判断则根据电机转速输出功率曲线，并利用上冲程距离与下冲程距离相等的条件计算获得上冲程点的位置，可以看出抽油机的输入功率具有周期性，循环往复，曲线的最低点就是下冲程位置，关键是如何确定上冲程在功率图中所对应的时间；在抽油机运动系统中，电机带动转轴转动，转轴带动曲柄运动，曲柄驱动连杆运动，而连杆带动游梁以支点为中心转动， 游梁绕支点转动带动光杆的直线运动；很显然，在某一时间各运动机构的位置参数及运动参数是确定的，即电机的转动与光杆的直线位移存在有严格的单值对应关系，上冲程和下冲程在速度上也存在有准确的对应关系，这种比例关系通过实验的方法的确定；即 V=KnV—光杆的直线运动速度 —电机转速 K——比例系数在相同时间内光杆的位移和电机旋转的长度也存在相同的比例；通过对抽油机的功率测量，可以准确的知道抽油机一个冲程用的时间t，总路程由物理学速度与位移关系式权利要求1. 一种抽油机多用途能效分析仪，其组成包括壳体，其特征是所述的壳体内装有电源电路，所述的电源电路连接信号转换及调理电路、数据采集控制电路和数据处理及人机接口电路。2.根据权利要求1所述的抽油机多用途能效分析仪，其特征是所述的壳体具有正面和背面，所述的正面上部具有仪器触摸屏液晶显示器，所述的正面上部具有连接仪器电源开关和电源指示灯，所述的背面具有外接仪表接口和电源插口。3.根据权利要求1所述的抽油机多用途能效分析仪，其特征是所述的数据处理及人机接口电路包括芯片，型号S3C2440，所述的芯片一侧连接数据存储器，所述的芯片一侧连接程序存储器，所述的芯片上部连接触摸屏和液晶显示屏，所述的芯片上部连接以太网接口和数据接口。4.一种抽油机多用途能效分析仪的测量方法，其特征是利用平衡比即抽油机上冲程平均功率与抽油机电机下冲程平均功率之比；实现平衡比的测量关键是实现抽油机冲程功率的准确测量，以及上点和下点位置的正确确定；在下冲程点功率因数最小，并且功率值也在最小值附近，结合下冲程近似时间，正确判断出功率曲线上的下死点的位置；上冲程点的判断则根据电机转速输出功率曲线，并利用上冲程距离与下冲程距离相等的条件计算获得上冲程点的位置，可以看出抽油机的输入功率具有周期性，循环往复，曲线的最低点就是下冲程位置，关键是如何确定上冲程在功率图中所对应的时间；在抽油机运动系统中，电机带动转轴转动，转轴带动曲柄运动，曲柄驱动连杆运动，而连杆带动游梁以支点为中心转动，游梁绕支点转动带动光杆的直线运动；很显然，在某一时间各运动机构的位置参数及运动参数是确定的，即电机的转动与光杆的直线位移存在有严格的单值对应关系，上冲程和下冲程在速度上也存在有准确的对应关系，这种比例关系通过实验的方法的确定；即5.根据权利要求4所述的抽油机多用途能效分析仪的测量方法，其特征是所述的上冲程点和下冲程点的计算方法，根据％积分方程式求解出一个冲程的路程，利用上冲程路程与下冲程路程相等的条件，根据抽油机功率曲线，从下冲程时间点开始积分，当积分值等于半个冲程所对应的时间点就为上冲程点，即 4就是上冲程对应的时间点；以6为分界点，将一个周期的功率曲线分成了上冲程和下冲程两个部分，此时平衡比采用离散形式可以表示为全文摘要。抽油机是油田石油开采的主要设备，也是油田主要的电能消耗源之一，在采油成本中，抽油机电费占30%左右。通过分析调整，确定最好的能效发挥效能，是亟待解决的重大问题。一种抽油机多用途能效分析仪，其组成包括壳体(1)，所述的壳体内装有电源电路(2)，所述的电源电路连接信号转换及调理电路(3)、数据采集控制电路(4)和数据处理及人机接口电路(5)。本专利技术用于抽油机能效分析及测量。文档编号G01R21/00GK102288816SQ20111018540公开日2011年12月21日 申请日期2011年10月23日 优先权日2011年10月23日专利技术者吕东方, 张立富, 袁峰 申请人:黑龙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种抽油机多用途能效分析仪，其组成包括：壳体，其特征是：所述的壳体内装有电源电路，所述的电源电路连接信号转换及调理电路、数据采集控制电路和数据处理及人机接口电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕东方，袁峰，张立富，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：93