[发明专利]游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法及装置

说明书

本发明提供一种游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法，该方法首先分析抽油机系统运动规律和能量流通机理，建立电动机输入电功率积分值的变化和抽油机平衡度之间的关联关系数学模型；其次通过采集游梁式抽油机实时运行电参数，计算单位冲程或多冲程上、下冲程的功率积分比值在线检测抽油机系统平衡度；最后根据计算得平衡度并判断抽油机运行系统平衡状态，采用随动式伺服方法控制电动机带动丝杠调节平衡箱体位置移动以改变平衡力矩从而实现抽油机的最佳平衡状态的调整。与相关技术相比，本发明的游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法及装置提高了抽油机平衡调节的工作效率和生产安全系数，节能率可达3％，其工程应用性强。

技术领域

本发明涉及一种抽油机控制技术领域，尤其涉及一种游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法及装置。

背景技术

游梁式抽油机平衡状态运行是保证安全高效采油的关键因素之一。抽油机处于不平衡状态时，会缩短电动机的使用寿命、增加抽油耗电量，破坏曲柄旋转速度的均匀性、使驴头上下摆动不均匀、影响抽油机和抽油泵的正常工作，引起抽油机的振动、缩短抽油机的使用寿命、严重情况甚至会造成不可预估的损失。

常规抽油机的平衡度调控主要有两种方式：一是由人工来增加抽油机自身的游梁平衡重或者移动曲柄平衡块，该方式基本上是由技术人员计算出曲柄平衡块所需要移动的距离或所需要增加的游梁平衡块数目之后，由操作人员进行高强度的平衡调节作业，这将导致平衡调节的工作效率低下、操作难度大、浪费人力物力，而且调整的精确度在很大程度上受人为主观操作的影响。二是当抽油机自身的平衡配重也不能够继续调节抽油机平衡时，通过在抽油机上安装平衡调节装置来继续调节，目前实现自动调节平衡的方式有直接更换数字化抽油机或在原抽油机上安装机械部件(卷筒装置)来实现的，这类调节方式都需要在停机静态情况下调平衡，属于静态调平方式，不能动态跟踪抽油机实时平衡状态而导致抽油机长期运行于不平衡状态。

因此，有必要提供一种新的游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法及装置解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种操作方便、调节效率高且安全性好的游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种游梁式抽油机的迭代逼近随动调平控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1、将所述抽油机的尾梁平衡重结构安装于尾梁，移动配重块调整至中间位置；

步骤S2、利用功率积分法作所述抽油机平衡度检测，根据公式(1)计算当前时刻平衡度PHD₀；

公式(1)中，PHD为平衡度；EPt_上、Ept_下为单个冲程周期电机消耗的总电能，或多个冲程周期Ept_上K、Ept_下K的平均值。

其中，Ept_下K是上冲程合相电能代数和，Ept_上K是下冲程合相电能代数和，如公式(2)所示：

公式(2)中，t_上是抽油机上死点位置的时间；t_下是抽油机下死点位置的时间；I_上、I_下分别是上、下冲程过程中电机输入瞬时电流；U是瞬时电压值；T＝t_下-t₀表示一个冲程周期的时间；

当前抽油机处于非平衡状态时，统计当前时刻T1单位时间内的瞬时功率耗能量Ept₀，表示如下；