[发明专利]智能控制抽油方法和智能抽油机

说明书

本发明涉及游梁式抽油机技术领域，是一种智能控制抽油方法和智能抽油机，该智能抽油机包括主电机、减速器、曲柄、连杆、游梁、平衡吊臂、支架、驴头、底座、刹车装置、悬绳器、载荷传感器、冲程过程测量器、安全限位装置和数字化控制柜，具有安全可靠的特点，实现抽油机智能优化调整冲次和平衡，充分发挥了油井产量，提高抽油机井系统效率，并与油田计算机网络系统无缝接入，实现了数据远传和远程开关井控制，简化操作，方便快捷，节约人工，节能减排和提高经济效益。

技术领域

本发明涉及游梁式抽油机技术领域，是一种智能控制抽油方法和智能抽油机。

背景技术

现有游梁式抽油机主要有：常规型游梁式抽油机、前置型游梁式抽油机、偏置型游梁式抽油机和异形游梁式抽油机等，目前游梁式抽油机一般包括驴头、游梁、支架、连杆、底座、曲柄、平衡装置、减速器、刹车、电机和悬绳器，在底座上固定安装有支架、减速器、刹车、电机和控制柜等，游梁铰接在支架上，曲柄固定安装在减速器输出轴上，连杆的一端铰接在曲柄上，连杆的另一端铰接在游梁上，这样就形成了四连杆机构，驴头安装在游梁的前端，悬绳器安装在驴头上；平衡装置安装在曲柄上，或/和，平衡装置安装在游梁上，通过人工加减配重物质量改变平衡力矩来调节平衡；或/和，通过人工移动配重物位置改变平衡力矩来调节平衡；但现有游梁式抽油机都存在两个方面的显著不足：一是，不能自动调冲次，造成抽油机的抽油能力经常高于或低于油井的产油量，如果抽油机的冲次过快会造成抽油能力高于油井的产油量，造成空抽和液击，损伤抽油机、抽油杆、抽油泵,降低使用寿命，并浪费电能，如果抽油机的冲次过慢会造成抽油能力低于油井的产油量，降低油井产量；二是，不能自动调平衡，且平衡需要根据油井载荷的变化及时进行调整，如果平衡率过低，会造成抽油机工作状态恶化和电耗增加。

发明内容

本发明提供了一种智能控制抽油方法和智能抽油机，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有游梁式抽油机不能自动调冲次和不能自动调平衡，导致冲次与油井产油量不匹配、平衡率低，造成抽油机易出现故障、油井难以实现最大产能和生产成本高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种智能控制抽油方法，包括主电机、游梁、平衡吊臂、曲柄和悬绳器；在游梁的左端固定安装有平衡吊臂，在平衡吊臂上分别安装有移动式配重箱和能使移动式配重箱左右移动的驱动装置，还包括中央处理器和三相电参数采集装置，该三相电参数采集装置安装在供电输入端上；在主电机与供电输入端之间安装有变频器，悬绳器上固定安装有载荷传感器用于采集悬点载荷值F，在智能抽油机上安装有冲程过程测量器用于采集悬点位移值S；

该方法按下述步骤进行：

第一步，在每次的冲程过程中，中央处理器根据采集到的悬点载荷值F和悬点位移值S进行分析和计算得到地面示功图,其纵坐标为光杆在抽油过程中悬点载荷值F的坐标，横坐标为光杆在抽油过程中悬点位移值S的坐标,中央处理器根据地面示功图采集上冲程泵的冲程值S1和下冲程泵的有效冲程值S2，然后计算泵充满度H3即H3=S2/S1；

第二步，按设定的冲程次数N次得到N个泵充满度值H3，对N个泵充满度值H3进行算术平均后得到泵充满度平均值H3平均，然后进行比较处理，泵充满度下限设定值为A31，泵充满度调节目标下限设定值为A32，泵充满度上限设定值为B31；

当N次冲程后，H3平均值符合A31≤H3平均≤B31为冲次恰当状态，不进行冲次调节；

当N次冲程后，H3平均小于A31时，为冲次过快状态，此时通过变频器降低主电机转速而减小冲次,使泵充满度平均值H3平均达到A32≤H3平均≤B31；