專利名稱：用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田數(shù)字化建設、管理領域，特別涉及ー種用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置。
背景技術：
抽油機是開采石油的ー種機器設備，俗稱“磕頭機”，通過加壓的辦法使石油出井。其中，“沖次”是指在抽油機井中，抽油桿每分鐘上下往復運動的次數(shù)。傳統(tǒng)上的抽油機沖次、平衡的調整方法，按照如下步驟進行首先，需要員エ到現(xiàn)場實測油井功圖和電流；然后，根據(jù)測試功圖和電流情況分析判斷油井工作制度是否合理、抽油機是否平衡；再通過更換皮帶輪對沖次進行調整，通過增減平衡塊對抽油機平衡進行 調整。受傳統(tǒng)上的抽油機沖次、平衡的調整方法的限制，該方法存在測試不連續(xù)、分析處理周期長、員エ勞動強度大、工作效率低、無法實現(xiàn)無級調參的缺陷，以及人力、物力、財カ費用大，安全風險高等問題。

實用新型內容為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的測試不連續(xù)、分析處理周期長、員エ勞動強度大、工作效率低、無法實現(xiàn)無級調參，以及人力、物力、財カ費用大，安全風險高等問題，本實用新型實施例提供了ー種用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置。所述技術方案如下ー種用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置，所述裝置包括功圖法油井計量裝置、電參數(shù)據(jù)實時采集裝置和數(shù)字化抽油機集成控制裝置及絲杠調平衡裝置，其中，所述功圖法油井計量裝置安裝在所述抽油機上，所述功圖法油井計量裝置用于全天候監(jiān)控所述抽油機的エ況，每十分鐘采集ー張示功圖，并進行計算分析，得到油井實時液量和エ況診斷結果；所述電參數(shù)據(jù)實時采集裝置與所述抽油機相連，所述電參數(shù)據(jù)實時采集裝置用于實時采集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，并將采集參數(shù)傳送給所述功圖法油井計量裝置；所述數(shù)字化抽油機集成控制裝置與所述抽油機相連，所述數(shù)字化抽油機集成控制裝置通過接收所述功圖法油井計量裝置發(fā)出的沖次調整執(zhí)行方案，調整抽油機的電機頻率，實現(xiàn)抽油機沖次的實時自動調整；所述絲杠調平衡裝置設置在所述抽油機上，所述絲杠調平衡裝置設置通過接收所述功圖法油井計量裝置發(fā)出的平衡調整方案，調節(jié)所述絲杠調平衡裝置，實現(xiàn)抽油機平衡的實時自動調整。具體地，所述絲杠調平衡裝置包括控制系統(tǒng)、固定梁、支座、絲杠、調節(jié)機構、旋轉梁、平衡塊，其中，所述控制系統(tǒng)通過連桿機構與所述抽油機的游梁相連，所述游梁的一端連接著驢頭，所述游梁的另一端固定連接著所述固定梁，所述固定梁與所述游梁相平行，所述固定梁上安裝著所述支座，所述支座通過軸與所述調節(jié)機構連接，所述絲杠穿過所述調節(jié)機構并與其相嚙合，所述絲杠的端部通過軸銷連接著所述旋轉梁的一端，所述旋轉梁的中部通過轉軸與所述固定梁的另一端相連，所述旋轉梁的另一端部固定連接著所述平衡塊。具體地，所述調節(jié)機構包括電動機、減速器和螺母，所述電動機的輸出軸連接所述減速器，所述減速器通過齒輪連接所述螺母，所述絲杠穿過螺母并與螺母螺紋連接。具體地，所述平衡塊為圓柱形的平衡塊。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是相比現(xiàn)有技術，本實用新型實施例所述裝置，通過實時采集的功圖、電參數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)效率優(yōu)化沖次，經(jīng)數(shù)字化抽油機集成控制裝置對電動機轉速進行控制，實現(xiàn)無級沖次調整；由實時獲得的電流、功率計算平衡度，經(jīng)絲杠調平衡裝置對抽油機平衡進行控制，從而實現(xiàn)抽油機平衡的調整，并通過連續(xù)自學習過程，不斷對沖次和平衡參數(shù)進行調整，使得抽油機保持在最優(yōu)生產參數(shù)下運行，有效解決調參滯后性、員エ勞動強度高、無法最大限度發(fā)揮油井潛能的問題。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的ー些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型實施例所述抽油機沖次、平衡實時智能調整方法的流程框圖；圖2是本實用新型實施例所述抽油機無極變頻調參原理圖；圖3是本實用新型實施例所述裝置的整體示意圖；圖4是本實用新型實施例所述絲杠平衡裝置的結構示意圖。圖中100’絲杠調平衡裝置，I旋轉梁，2轉軸，3調節(jié)機構，4支座，5絲杠，6固定梁，7游梁，8驢頭，9控制系統(tǒng)，10平衡塊；200’電參數(shù)據(jù)實時采集裝置；300’數(shù)字化抽油機集成控制裝置；400’功圖法油井計量裝置，40載荷傳感器，41位移傳感器，42井場RTU，43無線網(wǎng)橋，44站控エ控機。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進ー步地詳細描述。實施例I如圖I所示，本實用新型實施例提供了ー種抽油機沖次、平衡實時智能調整方法，所述方法包括[0030]步驟100，建立油井エ況動態(tài)分析系統(tǒng)，并實時獲得實際系統(tǒng)效率n!；步驟200，建立基準數(shù)據(jù)庫，根據(jù)經(jīng)驗設定不同參數(shù)下的給定系統(tǒng)效率nQ ；[0032]步驟300，按照系統(tǒng)效率最優(yōu)為目標進行調整，比較實際系統(tǒng)效率H1是否小于給定系統(tǒng)效率no，如果是，執(zhí)行步驟400，如果否，執(zhí)行步驟500 ；步驟400，通過比較實際系統(tǒng)效率Il1和給定系統(tǒng)效率n。，優(yōu)選兩者較大者下的參數(shù)值，并執(zhí)行步驟600 ；步驟500，如果實際系統(tǒng)效率も優(yōu)于給定系統(tǒng)效率Htl，就將此時的實際狀態(tài)參數(shù)保存在基準數(shù)據(jù)庫；步驟600，根據(jù)步驟400比較優(yōu)選后的參數(shù)進行抽油機的沖次、平衡優(yōu)化，優(yōu)化后，重復步驟100進行下一個循環(huán)，通過步驟100-步驟600的不斷地自學習，使抽油機最終保持在一高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)效率下運行。其中，系統(tǒng)效率是有功功率與電機輸入功率的比值。本實用新型實施例所述方法，改變傳統(tǒng)的調參方式，解決調參滯后性、員エ勞動強度高、無法最大限度發(fā)揮油井潛能的問題，所述方法通過利用已測量實時數(shù)據(jù)對抽油機エ作狀態(tài)實時分析、對參數(shù)智能調整，實現(xiàn)了抽油機在合理工作制度下工作，最大限度發(fā)揮油井潛能，達到油井的精細化管理，有利于提高油井生產效率、提升油井數(shù)字化管理水平。具體地,所述步驟100具體包括全天候不間斷地對所轄區(qū)塊內油井的運行狀況進行實時監(jiān)測，每十分鐘實時采集功圖數(shù)據(jù)，并進行產液量計算的步驟；以及，建立電參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時采集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素等參數(shù)，將實時采集的大量數(shù)據(jù)存儲在專用數(shù)據(jù)庫中的步驟。具體地，所述步驟600中抽油機的沖次按照公式(4)進行調整公式⑴泵效與沖次關系，
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"栗效=-⑴
86400-Z)2^
4公式(I)中各符號含義如下n泵效——實際泵效，即抽油泵實際產液量與理論產液量的比值；Q實-實際產液量；D——抽油泵泵徑；S——沖程；n——沖次；公式⑵沖次與電機頻率關系，
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Vd⑵公式(2)中各符號含義如下n——抽油機生產時油井平均沖次，r/min ；n0-電動機平均轉速，r/min ；[0055]ia-抽油機減速箱總傳動比；(I1-電機皮帶輪直徑，mm ；D-減速箱大皮帶輪直徑，mm ；公式(3)電機轉速，n0 = ~ 如ブ(3)公式(3)中各符號含義如下f-電動機的頻率；s——電動機轉差率；p-電動機極對數(shù)；由公式(2)、(3)得公式(4)
權利要求1.用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置，其特征在于，所述裝置包括功圖法油井計量裝置、電參數(shù)據(jù)實時采集裝置和數(shù)字化抽油機集成控制裝置及絲杠調平衡裝置，其中， 所述功圖法油井計量裝置安裝在所述抽油機上，所述功圖法油井計量裝置用于全天候監(jiān)控所述抽油機的エ況，每十分鐘采集ー張示功圖，并進行計算分析，得到油井實時液量和エ況診斷結果； 所述電參數(shù)據(jù)實時采集裝置與所述抽油機相連，所述電參數(shù)據(jù)實時采集裝置用于實時采集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，并將采集參數(shù)傳送給所述功圖法油井計量裝置； 所述數(shù)字化抽油機集成控制裝置與所述抽油機相連，所述數(shù)字化抽油機集成控制裝置通過接收所述功圖法油井計量裝置發(fā)出的沖次調整執(zhí)行方案，調整抽油機的電機頻率，實 現(xiàn)抽油機沖次的實時自動調整； 所述絲杠調平衡裝置設置在所述抽油機上，所述絲杠調平衡裝置設置通過接收所述功圖法油井計量裝置發(fā)出的平衡調整方案，調節(jié)所述絲杠調平衡裝置，實現(xiàn)抽油機平衡的實 時自動調整。
2.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述絲杠調平衡裝置包括控制系統(tǒng)、固定梁、支座、絲杠、調節(jié)機構、旋轉梁、平衡塊，其中，所述控制系統(tǒng)通過連桿機構與所述抽油機的游梁相連，所述游梁的一端連接著驢頭，所述游梁的另一端固定連接著所述固定梁，所述固定梁與所述游梁相平行，所述固定梁上安裝著所述支座，所述支座通過軸與所述調節(jié)機構連接，所述絲杠穿過所述調節(jié)機構并與其相嚙合，所述絲杠的端部通過軸銷連接著所述旋轉梁的一端，所述旋轉梁的中部通過轉軸與所述固定梁的另一端相連，所述旋轉梁的另一端部固定連接著所述平衡塊。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調節(jié)機構包括電動機、減速器和螺母，所述電動機的輸出軸連接所述減速器，所述減速器通過齒輪連接所述螺母，所述絲杠穿過螺母并與螺母螺紋連接。
4.如權利要求1-3任一項權利要求所述的裝置，其特征在于，所述平衡塊為圓柱形的平衡塊。
專利摘要本實用新型公開了一種用于抽油機沖次、平衡實時調整的裝置，屬于油田數(shù)字化建設、管理領域。本實用新型實施例改變傳統(tǒng)的調參方式，解決調參滯后性、員工勞動強度高、無法最大限度發(fā)揮油井潛能的問題，提高了油井生產效率、提升了油井數(shù)字化管理水平所述裝置通過實時采集的功圖、電參數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)效率優(yōu)化沖次，經(jīng)數(shù)字化抽油機集成控制裝置對電動機轉速進行控制，實現(xiàn)無級沖次調整；由實時獲得的電流、功率計算平衡度，經(jīng)絲杠調平衡裝置對抽油機平衡進行控制，從而實現(xiàn)抽油機平衡的調整，使得抽油機保持在最優(yōu)生產參數(shù)下運行，最大限度發(fā)揮油井的潛能。
文檔編號E21B43/00GK202391390SQ20112052362
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者張磊, 李明江, 李珍, 楊海濤, 楊瑞, 辛宏, 邱亮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司