[发明专利]一种游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置。

背景技术

游梁式抽油机是石油开采过程中重要的机械设备，它的性能直接关系到各油田的经济效益。因此，抽油机在投入使用之前都要经过严格性能测试，例如关键机械部件强度疲劳试验、电动机稳定性测试等。为此，在试验过程中需要一套负载模拟系统，让其能够复现抽油机在现场工作过程中的载荷谱，对抽油机进行加载试验。

发明内容

为解决以上技术存在的问题，本发明提供一种响应快速、准确度高的游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置。

其技术方案为：

一种游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置，包括伺服控制器、抽油机、位移拉力传感器、压力传感器、流量传感器、可调弹性机构、蓄能器、伺服阀、蓄能器安全阀组、滑轮组、油源、电磁溢流阀和加载油缸，所述抽油机通过悬绳与滑轮组一端连接，抽油机与滑轮组之间的悬绳上设置有位移拉力传感器和可调弹性机构，滑轮组另一端与加载油缸连接，加载油缸内的两个油腔通过油管分别与伺服阀连接，加载油缸与伺服阀之间的油管上设置有多个压力传感器和流量传感器，压力传感器和流量传感器通过传感线与伺服控制器连接，伺服控制器与位移拉力传感器通过传感线连接，伺服阀通过油管与油源连接，伺服阀与油源之间的油管设置有蓄能器和蓄能器安全阀组。

加载油缸右行时，滑轮组带动抽油机下行，同时位移力传感器将位移信号和力信号传送给控制器，控制器将处理后的信号传给伺服阀，伺服阀右位工作控制加载油缸向右的动作，同时压力传感器和流量传感器将压力和流量传送给控制器，控制器再将压力和流量信号传递给伺服阀，伺服阀控制加载油缸向右运动时位移和加载力的大小，此过程模拟抽油机下行时的负载。当抽油机上行时，位移、力传感器将位移信号和力信号传送给控制器，控制器将处理后的信号传给伺服阀，伺服阀左位工作控制加载油缸向左的动作，同时压力传感器和流量传感器将压力和流量传送给控制器，控制器再将压力和流量信号传递给伺服阀，伺服阀控制加载油缸向左运动时位移和加载力的大小，此过程模拟抽油机上行时的负载。油源提供系统执行元件所需的流量和压力，并能够对液压系统的压力、油温、污染度等进行有效的控制。蓄能器、蓄能器安全阀组和电磁溢流阀保证系统的压力正常和系统安全，可调弹性机构模拟不同井深的抽油杆的弹性变形，调节抽油机的输出频率，防止发生共振损坏设备。这样设计，整个系统负载模拟动态响应好、准确度高、模拟精度高，能够单独模拟井下出现的断载、超载等各种异常状况，调节方便，能够在运动过程中进行负载力、速度和位置的准确调整，载荷模拟偏差小，能够准确模拟抽油机在上、下冲程的动态载荷。本发明采用电液伺服控制的液压驱动方式为负载模拟器提供加载动力，液压缸作为执行元件，模拟抽油机的负载，并对其进行驱动力、速度和位置的控制。此新型模拟器实现了不同井况下已知示功图的模拟，并能够单独模拟井下出现的断载、超载等各种异常状况，响应快速、准确度高，能够实现对游梁式抽油机的负载模拟工作。

附图说明

图1为游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置；

其中，1-伺服控制器，2-抽油机，3-位移拉力传感器，4-压力传感器，5-流量传感器，6-可调弹性机构，7-蓄能器，8-伺服阀，9-蓄能器安全阀组，10-滑轮组，11-油源，12-磁溢流阀，13-加载油缸。

具体实施方式

如图1所示，一种游梁式抽油机负载模拟电液伺服控制装置，包括伺服控制器1、抽油机2、位移拉力传感器3、压力传感器4、流量传感器5、可调弹性机构6、蓄能器7、伺服阀8、蓄能器安全阀组9、滑轮组10、油源11、电磁溢流阀12和加载油缸13，所述抽油机2通过悬绳与滑轮组10一端连接，抽油机2与滑轮组10之间的悬绳上设置有位移拉力传感器3和可调弹性机构6，滑轮组10另一端与加载油缸13连接，加载油缸13内的两个油腔通过油管分别与伺服阀8连接，加载油缸13与伺服阀8之间的油管上设置有多个压力传感器4和流量传感器5，压力传感器4和流量传感器5通过传感线与伺服控制器1连接，伺服控制器1与位移拉力传感器3通过传感线连接，伺服阀8通过油管与油源11连接，伺服阀8与油源11之间的油管设置有蓄能器7和蓄能器安全阀组9。