[发明专利]一种基于振弦式传感器的抽油机动态载荷监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于振弦式传感器的抽油机动态载荷监测方法，属于石油工程领域，应用于结构安全健康监测行业。

背景技术

现有技术：目前，国内各油田在测试时使用的载荷传感器有三种：液压便携式、非液压便携式、固定式。这三种传感器在长期使用过程中，虽都存在各自的优点，但也暴露出了各自的一些缺点，分析如下:

液压便携式，优点：传感器现场安装方便，便于定期送检、校核；使用液压加载、卸载，操作方便，安全性高；缺点：系统复杂，价格偏高，维修难度大，液压油容易泄漏；液压传导载荷压力，测量精度差；测试过程工作量较大；无法在线测量。

非液压便携式：优点：每次测试完成，可取下传感器，定期送检校核方便；结构相对简单、维修较容易；测量精度较高；缺点：每次现场测试均需卸去光杆载荷，操作繁琐，安全性差；测试过程工作量大，对光杆损伤严重；无法在线测量；价格高；漂移大；

固定式：优点：一次安装，长期使用，测试工作量小；测试过程安全性高可在线测量；缺点：长期连续加载，漂移最大。

便携式载荷传感器存在的主要问题是：每次测量都要加载、卸载，测试工作量大，测试过程危险性高；不支持在线测量，无法满足数字化油田建设的要求。固定式传感器克服了便携式传感器的缺点，能够满足现有油田生产的特点。但由于现有固定式传感器存在的长期加载漂移大的缺点，大规模推广应用受到了限制。

传感器的漂移是困扰油田功图测试工作的重要问题，研发一种能够长期在线工作的抗漂移载荷传感器，能够进一步提高功图资料的准确性，降低测试工作劳动强度，提高测试过程的安全系数。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷，目的在于提供一种基于振弦式传感器的抽油机动态载荷监测方法，解决目前石油行业内对于抽油机平衡状态的一个实时监测和预警，保证抽油机再出现不平衡趋势时，提前告知工作人员，调整抽油机平衡，消除隐患。  

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于振弦式传感器的抽油机动态载荷监测方法，将振弦式传感器用卡箍座将其卡紧在抽油杆上，当抽油杆处于工作状态时，抽油杆所受的拉力直接反映到振弦式传感器上，振弦式传感器再通过线圈读取频率信号，进而得出抽油杆的动态拉力变化，这个拉力的变化就是实际每次抽油杆抽油效率高低的体现；

振弦式传感器采集到振弦信号后，在经过数据运算得出频率值并通过数据传输模块上传到监控中心，用于客户数据分析；

抽油杆所受力值与振弦式传感器频率对应关系如下:

K值= 1.0473E-03、初始频率=2530Hz

A)、抽油杆预张拉力值(KN)= 0  --- 振弦输出频率(Hz)= 2530.39;

B)、抽油杆预张拉力值(KN)= 30  --- 振弦输出频率(Hz)= 2456.42;

C)、抽油杆预张拉力值(KN)= 50  --- 振弦输出频率(Hz)= 2338.86;

D)、抽油杆预张拉力值(KN)= 70  --- 振弦输出频率(Hz)= 2221.17;

E)、抽油杆预张拉力值(KN)= 90  --- 振弦输出频率(Hz)= 2085.03;

F)、抽油杆预张拉力值(KN)= 110  --- 振弦输出频率(Hz)= 1890.38。

振弦式传感器在水电行业有着不可比拟的优势，首先它是将被测物理量等换成频率分量，而频率量传输的是准数字信号，这在最新传感器原理分类上，将振弦式传感器定性为准数字信号传感器。所以它具有了数字传感器在应用和传输中的诸多优点。在传输理论中线路阻抗的变化频率信号值是不受影响的，只有其幅值会有所变化，而幅值的变化是不会影响测量数据的真值性。

本发明的有益效果：

本发明解决目前石油行业内对于抽油机平衡状态的一个实时监测和预警，保证抽油机再出现不平衡趋势时，提前告知工作人员，调整抽油机平衡，消除隐患。

附图说明

图1为本发明中振弦式传感器（1）安装位置示意图。

图2为本发明数据采集流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2对本发明进行详细说明：

一种基于振弦式传感器的抽油机动态载荷监测方法，将振弦式传感器1用卡箍座2将其卡紧在抽油杆3上，当抽油杆3处于工作状态时，抽油杆3所受的拉力直接反映到振弦式传感器1上，振弦式传感器1再通过线圈4读取频率信号，进而得出抽油杆3的动态拉力变化，这个拉力的变化就是实际每次抽油杆3抽油效率高低的体现；