[发明专利]基于电动机功率间接测量游梁式抽油机悬点力的方法

说明书

本发明基于电动机功率间接测量游梁式抽油机悬点力的方法，以游梁式抽油机的曲柄转角、电动机功率为自变量，基于游梁式抽油机四连杆机构的连接与运动关系，建立起悬点的实时参数动态模型，即以曲柄转角的变化可以实时地计算出悬点位置、速度与加速度的对应变化，加之电动机功率(P)、曲柄转角(θ)以间接地测量出悬点实时力的大小，从而有效地提高油井监控的实时性与可靠性、降低设计与生产成本。即在已知电动机功率和曲柄转角的前提下，间接地测量求得悬点的实时动态受力值。

技术领域

本发明是一种全新的游梁式抽油机悬点运动测力方法，具体地是以曲柄转角(θ)和电动机功率(P)为自变量而间接测量获取悬点的实时受力值变化，属于石化行业油田施工生产与计算机信息化领域。

背景技术

目前国内油田勘探施工领域，较普遍地采用游梁式抽油机。现有技术针对悬点运动参数的求解，基本上是通过示功图或电功图以揭示机井光杆的悬点载荷与冲程之间的变化关系。

如以下在先公开文献，如《石油学报》第19卷第2期第107-110页，游梁式抽油机运动参数的精确解，1998年4月刊。通过悬点运动参数建立游梁摆动方程，从而得出悬点运动的位移、速度和加速度计算公式，最终给出求游梁式抽油机悬点运动参数的精确解。

再如《石油机械》第34卷第5期第22-24页，游梁式抽油机运动规律的多体动力学分析，2006年3月刊。采用多体动力学方法进行分析，以动力学方程值积分的结果对位移和速度级约束方程进行求解和违约修正。

上述现有技术实现的测力方法，计算过程复杂且具有多维的特点，计算结果因此也就累积较大的误差，仍非真正意义上的精确解。另外，计算过程过于复杂而具有较低的实地使用参考价值。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明基于电动机功率间接测量游梁式抽油机悬点力的方法，在于解决现有技术存在的问题而以游梁式抽油机的曲柄转角(θ)、电动机功率(P)为自变量，基于游梁式抽油机四连杆机构的连接与运动关系，建立起悬点的实时参数动态模型，即以曲柄转角的变化可以实时地计算出悬点位置、速度与加速度的对应变化，加之电动机功率(P)、曲柄转角(θ)以间接地测量出悬点实时力的大小，从而有效地提高油井监控的实时性与可靠性、降低设计与生产成本。

为实现上述设计目的，所述基于电动机功率间接测量游梁式抽油机悬点力的方法，在游梁式抽油机四连杆机构中，悬点动态受力符合以下表达式：

即在已知电动机功率(P)和曲柄转角(θ)的前提下，间接地测量求得悬点的实时动态受力值。

如上所述，基于电动机功率间接测量游梁式抽油机悬点力的方法具有的优点是：

1、实现了一种新的间接式测力方法，相较于现有技术具有实时性强、可靠性高、成本低、准确性高的特点。

2、在此基础上能显著地提高油井状态监控的实时性，及时反映悬点载荷、位移、加速度的动态关系，在游梁式抽油机自动化、信息化升级改造过程中具有使实用价值。

附图说明

图1是游梁式抽油机四连杆机构的工作原理图；

图2是电动机输入转矩与减速机输出扭矩之间的关系图；

图3是基于本申请和抽油机实际参数所获取悬点运动位移变化周期的示意图；

图4是基于本申请和抽油机实际参数所获取悬点运动速度变化周期的示意图；

图5是基于本申请和抽油机实际参数所获取悬点运动加速度变化周期的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。