專利名稱：：桿式泵抽油機抽空控制器的制作方法該實用新型是應(yīng)用于油田采油工程中控制桿式泵抽空的機電設(shè)備。它適用于桿式泵的間開井或連續(xù)運行有明顯抽空現(xiàn)象的油井。它不僅方便了管理，改善了機泵運行狀態(tài)從而保護設(shè)備，并節(jié)約大量電能。目前產(chǎn)品及專利如美國專利4392782,3679325,4125l63是通過對油井液面的深度檢測來判別抽空的；它需要在井下安裝檢測器，施工費用極高、檢修很困難。又如美國專利4058175、3778694是通過電機電流檢測來判別抽空的；它受機械部件及電網(wǎng)電壓影響，調(diào)整既困難又不直觀。再如美國專利4034808、4302157及美國Δ-X公司的DXI-30型抽空控制器，它是利用光桿負荷檢測來判別抽空的；但都需要安裝負荷和位移兩只傳感器，并且電路復(fù)雜、調(diào)整時還必須借助于昂貴的電動動力儀。本實用新型的任務(wù)是提出一個更為簡單而且與現(xiàn)有產(chǎn)品相比成本更低，調(diào)整檢修方便、不受機械部件及電網(wǎng)電壓影響的桿式泵抽油機抽空控制器。本實用新型的桿式泵抽油機抽空控制器，其特征在于只用一只負荷傳感器把抽油機光桿負荷變?yōu)殡娦盘枺?jīng)濾波放大后送到窗口鑒別器，從而得到包含反映抽油泵泄載時刻在內(nèi)的二個脈沖信號，該信號送至與非非門的一個入端，來自定位開關(guān)的脈沖信號送至與非非門的另一入端，(定位開關(guān)在下沖程設(shè)定的閉合點，反映受控抽空程度。)兩信號相與，與非非門如果有輸出，即該沖程抽空程度已達到受控的抽空程度。為了防止偶然因素導(dǎo)致的油泵偶然抽空現(xiàn)象引起誤控制停機，又加了一級八進記數(shù)器，這樣只有當(dāng)抽油泵有八個沖程抽空達到予設(shè)定程度時，才有記數(shù)器輸出停機命令信號控制停機、并經(jīng)設(shè)定的停機延時時間，再自動啟抽。該控制器采用了泄載時刻信號和定位信號相與的判空邏輯，只需安裝在地面抽油機光桿上的一只負荷傳感器和安裝在抽油機底座上的干簧管、平衡塊上的磁鋼及簡便的控制箱，選價低廉、安裝簡便、調(diào)整維修方便。本實用新型的解決方案，我們結(jié)合實施例用以下附圖進一步說明圖1是本實用新型的抽空控制器在抽油機上安裝的示意圖。圖2是抽空控制器原理框圖。圖3是抽空控制器的窗口鑒別器獲得包含泄載時刻脈沖信號的示意圖。圖4是抽空控制器的主電路圖。圖5是抽空控制器面板布置圖。圖6是抽空控制器底板布置圖。圖7是抽空控制器控制抽油機電機接線圖。從圖1可以看出負荷傳感器(3)套在光桿(2)安裝在懸繩器(14)上。定位開關(guān)(13)由裝在抽油機底座上的干簧管(13a)和附著在平衡塊上的磁鋼(13b)組成。其它抽空控制電路及部件裝在控制箱(1)內(nèi)，它們之間用電纜連接，控制箱的安裝位置無特殊要求，視現(xiàn)場條件而定。圖3上半部分是窗口鑒別器的輸入信號—即光桿負荷變化信號經(jīng)濾波放大后的信號；實線表示正常抽油時負荷變化曲線、虛線表示弱抽空時負荷在下沖程發(fā)生變化情況，點劃線表示強抽空時負荷在下沖程發(fā)生變化的情況。如果把窗口電平(UC、UD)調(diào)在輸入信號的中間電平位置上—像圖3中兩條水平線。那么，抽油機運行一個沖程，窗口鑒別器(5)就有圖3中下半部表示的兩個脈沖M1和M2輸出，M1是上沖程的增載脈沖，M2是下沖程泄載脈沖。M2隨著抽油泵抽空程度的加深而向后推移如圖中M2′、M2″等。M2是我們所利用判別抽油泵抽空程度的信號。而受控的抽空程度是由定位開關(guān)(13)的定位信號來實現(xiàn)的于簧管(13a)和磁鋼(13b)組成定位開關(guān)，移動磁鋼在平衡塊上的位置可以改變它們重合的時刻，也就是說定位信號對應(yīng)一個沖程中的遲早可以由磁鋼設(shè)置位置改變。從而改變設(shè)置的受控抽空程度。當(dāng)M2隨抽空程度加深移至與定位信號同時發(fā)生時，與非非門有輸出，即該沖程的抽空程度已達到設(shè)定的受控抽空程度。為了可靠的控制，后邊加了一級八進計數(shù)器(7)；這樣與非非門輸出八個脈沖-即抽油泵有八個沖程達到予設(shè)定的抽空程度時，計數(shù)器(7)才輸出高電平推動無觸點開關(guān)電路(8)、導(dǎo)致繼電器(9)動作控制停機，同時啟動延時繼電器(10)，延時繼電器(10)的啟動又切斷了控制電路的電源(11)，延時時間按停機時間的需要予先設(shè)定。延時時間到達后，先啟動抽油機，然后再經(jīng)2-4分鐘重新接通控制電路電源使抽空判別與控制電路投入工作。電源重新接通時，電磁記數(shù)器加1，以記錄抽油機的啟停次數(shù)。本實用新型的實施例傳感器(3)采用半導(dǎo)體應(yīng)變片式負荷傳感器，型號為BH～1O，最大負荷10tf，電源6V，DC，滿量程輸出40Omv。與控制箱(1)之間用四芯屏蔽電纜連接。組成定位開關(guān)(13)的干簧管(13a)采用GAG-4，用非磁性管材密封(6紫銅管)，引線用屏蔽線和控制箱(1)連接。磁鋼用2O×25×3O方型永久磁鋼；干簧管和磁鋼重合時，其距離應(yīng)能調(diào)整，一般在10-2Omm之間，保證干簧管可靠閉合。圖4所示的濾波放大器中R11.6K，R21.6K，R3R420K，R5200K，R6l.8K，W15.1K，ClC23.3μf，IC1為F007CR5/R4＝0使放大器具有10倍的電壓放大倍數(shù)。負載信號的周期最小為4秒，最大為1O秒，故使用低通濾波器。窗口鑒別器(5)是由IC2-F007C為核心的電路組成R720K，DlD2為2AP4(D1和D2必須是點接觸型的管)，R8R9為20K，R10為100Ω，R11H12為1K，R13為1.6K，W3為2.2K。Rl0兩端的電位UC和UD是窗口電位。UCD最大為1OmV，以保證負載信號僅在增載與泄載時通過窗口電平。調(diào)整W3可以使UC在O-3V的范圍內(nèi)變化。在現(xiàn)場應(yīng)用中由于井況不同，各井光桿負荷有很大差異，UC必須調(diào)整在窗口鑒別器輸入信號的最大值與最小值中間(像圖3所繪那樣)。這僅需要把放大后的負載信號引到面板的測試點上用萬用表直流檔測量即可。DW1為2DW75，它代替放大器的反饋電阻變放大器為鑒別器，W2為5.1K調(diào)零用。R14為1.8K，它是窗口鑒別器的負載。與非非門(6)-IC3，用CD4017，Rl5為5.6K，R16為16K，C3為O.1μ。記數(shù)器(7)采用CD40l7；Rl7為l6K，C4為4.7μ用于給電清零。無觸點開關(guān)(8)睬用可控硅3CT1O1，控制極電阻R18為560Ω，R18可根據(jù)可控硅的參數(shù)在470～620Ω之間選用，以保證3CT101動作可靠而不損壞為準(zhǔn)。繼電器(9)采用JQX-10F，DC12V。延時繼電器(10)采用DSJ-A型電動馬達式延時繼電器。最大延時時時間為6小時。它有以下特點1.瞬間閉合觸發(fā)，一旦動作SJK1隨即繼開。這樣就獲得停機延時時間判空電路電源被切斷的功能。2．延時到SJK2閉合啟動抽油機，再侍2～4分鐘延時繼電器自動失電，恢復(fù)常態(tài)(SJK1閉合，SJK2斷開)。從而取得先啟動抽油機，啟抽后2～4分鐘抽空判別與控制再投入工作。電磁記數(shù)器(12)采用J6-10S記錄抽油機啟停次數(shù)?？刂齐娐访客度牍ぷ饕淮嗡浺粋€數(shù)，為了避免它長時間通電，實際電路是把它和330μf電容串聯(lián)后接入+15V電源的。直流電源(11)三路輸出+15V，-15V和不共地的6V；6V電源供負荷傳感器，負荷傳感器輸出信號和±15V共地，這是為了減少干擾及放大器的共模電壓。三路直流電源是如下實施的變壓器把220V交流變成二組18V和一組10V，分別經(jīng)0.8A/50V整流橋，二組各接7815，一組接7806三端穩(wěn)壓器，三端前后各330μ/25V電容即可。電源指示±15V分別采用1.5K電阻和發(fā)光二極管串聯(lián)接入±15V；6V電源用600Ω和發(fā)光二極管串聯(lián)做指示。圖5是面板布置圖(10)是延時繼電器，(12)是電磁記數(shù)器，(15)是電源指示的發(fā)光二極管，(16)保險管座，(17)電源開關(guān)，(18)是測試點地端子，(19)是放大的負荷信號測試點。(20)是判空電平測試點，即是判定電平調(diào)解電位器。圖6是底板布置圖。(9)是繼電器JQX-10F，(22)是電源變壓器B，(23)是電源電路板插座1CZ，(24)是控制電路板插座2CZ，(25)是接線端子3CZ，(26)是傳感器引線插座4CZ；機箱內(nèi)部接線見下表。機箱內(nèi)部接線表控制電路板2CZ</tables>傳感器插座4CZ</tables>機箱內(nèi)部接線表電源電路板1CZ繼電器J</tables></tables>外接線端子排3CZ延時繼電器SJ</tables></tables>圖7控制箱外接線圖虛線內(nèi)為控制器本身，BH為傳感器，MK定位開關(guān)。SJK2為控制器內(nèi)時間繼電器(10)內(nèi)部一個開關(guān)，J1為繼電器(9)的一個常閉觸點，內(nèi)部接線見接線表，此處把它畫出來僅為表示控制作用原理，而與外部接線無關(guān)。如上述實施例實施，實踐證明控制可靠。權(quán)利要求1.一種由負荷傳感器(3)、濾波放大器(4)、窗口鑒別器(5)、與非非門(6)、計數(shù)器(7)、無觸點開關(guān)(8)、繼電器(9)、延時繼電器(10)、直流電源(11)、電磁記數(shù)器(12)、定位開關(guān)(13)組成的桿式泵抽空控制器，其特征在于采用了窗口鑒別器(5)、定位開關(guān)(13)以及與非非門(6)成的電路獲取抽油機抽空信號，其窗口鑒別器從負荷放大信號中檢出泄載時刻(或稱泄載位置)信號，其定位開關(guān)由干簧管(13a)和磁鋼(13b)組成用于提供下沖程某一點的定位信號；該點選擇的位置決定所控制的抽空程度。專利摘要桿式泵抽油機抽空控制器是應(yīng)用于油田采油工程中控制桿式泵抽空的機電設(shè)備。它通過裝在井場上的負荷傳感器、定位開關(guān)和控制器將以往人工控制的間開井或有抽空現(xiàn)象的連續(xù)生產(chǎn)井改為自動檢測和自動間開，并使其間開規(guī)律恰好與地下的最大供液能力相適應(yīng)，從而提高了管理水平并獲得增加產(chǎn)量、降低能耗、減少機泵的磨損及故障等效果。文檔編號E21B43/00GK2032247SQ8820496公開日1989年2月8日申請日期1988年5月6日優(yōu)先權(quán)日1988年5月6日發(fā)明者王俊清,劉長清申請人:華北石油管理局采油工藝研究所