[发明专利]游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法及控制装置

说明书

本申请公开了一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法及控制装置，该方法包括：获取游梁式抽油机的第一运行参数；根据第一运行参数绘制以曲柄转角为横坐标，扭矩为纵坐标的净扭矩曲线和载荷扭矩曲线，确定净扭矩曲线上的零点及拐点对应的曲柄转角、净扭矩数值和载荷扭矩数值；将净扭矩曲线上两两相邻的零点和拐点确定为一个调整周期；根据第一运行参数中曲柄转角、曲柄转角对应的载荷扭矩和净扭矩，确定每个调整周期中游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离及曲柄转动时间；依次在每个调整周期中按照当前调整周期的游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离和曲柄转动时间匀速调整游梁辅助平衡重的位置。本申请可以改善游梁式抽油机的平衡状态。

技术领域

本申请涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法及控制装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

由于游梁式抽油机上下冲程载荷是变化的，存在很大的不平衡性，为了使驱动游梁式抽油机的电动机在上下冲程中载荷均匀，必须对游梁式抽油机的载荷加以均衡。游梁式抽油机的平衡方法包括游梁平衡和曲柄平衡等，上述两种方法分别是在游梁和曲柄上加装重力平衡块，使得减速箱输出轴扭矩峰值在上下冲程相同或相近。

游梁式抽油机的四连杆结构决定了减速箱输出轴扭矩在工作过程中是一条变化的曲线，有时甚至会出现负扭矩现象。即使这样，由于地层供液能力或抽油设备工作状态的变化，常常会导致抽油机减速箱扭矩峰值偏离平衡状态。当偏离平衡状态时，电机轴上的净扭矩曲线在上下冲程的峰值就会出现较大差别，欠平衡时上冲程峰值扭矩大于下冲程峰值扭矩，过平衡时上冲程峰值扭矩小于下冲程峰值扭矩。此时需要停机，并采用吊车等辅助设备对重达几十千牛的曲柄平衡重进行位置调整。

在抽油机工作时，平衡重的位置是固定不变的，并且，在相当长的一段时间内，平衡重的位置和重量就固定下来，直到下一次调平衡。有时平衡调整范围较小，为避免停机带来的对生产的影响，节省调平衡的强度及工作量，又出现了在游梁上安装辅助平衡重，通过步进电机或手动液压系统等装置，在不停机的情况下每隔两小时对抽油机的平衡状况进行一次微调，如当抽油机欠平衡时，将游梁辅助平衡重向游梁尾端移动一定距离；当抽油机过平衡时，将游梁辅助平衡重向游梁前端(驴头方向)移动一定距离。这样的方式可以满足目前平衡的判断标准，使上下冲程电机峰值电流相等，或上下冲程电机做功相等，但不能避免电机在运行过程中出现负扭矩的情况。

如图1(a)所示，为当平衡良好时，实际检测到的电动机轴上的抽油机载荷扭矩(图1(a)中曲线Ⅰ)、平衡扭矩(图1(a)中曲线Ⅱ)及净扭矩(图1(a)中曲线Ⅲ)的曲线。当利用游梁辅助平衡重调平衡后，如图1(b)所示，有时在净扭矩曲线(图1(b)中曲线Ⅲ)上会出现一段扭矩为负的情况，如图1(b)中点2～4之间的曲线以及点6～8之前的曲线。这说明经过平衡以后电动机的工作仍然会出现一小段处于发电机工作状态的情况，这种情况会影响电动机的性能。因此，游梁式抽油机的实际平衡状态仍有进一步调节改善的必要。

发明内容

本申请实施例提供一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法，用以改善游梁式抽油机的平衡状态，该方法包括：