[发明专利]一种游梁式抽油机衡功率变速运行的方法

说明书

一种游梁式抽油机衡功率变速运行的方法属于抽油机变速运行领域，该发明能够有效解决游梁式抽油机不能适应悬点载荷的动态变化导致电机功率波动幅度大、负功、振动大等问题。本方法需要采集一个冲程内不同曲柄角度θ_i下的悬点载荷W(θ_i)和电机输入功率P(θ_i)，根据电机输入功率P(θ_i)计算出一个冲程内的电机平均输入功率P_均，根据悬点载荷W(θ_i)，依据游梁式抽油机力学传动关系，反推电机输出扭矩T_d(θ_i)，结合电机平均输入功率P_均，计算理论电机转速n(θ_i)，根据理论电机转速n(θ_i)对电机实时主动精准控制，实现游梁式抽油机衡功率变速运行。本发明能够提高电机负载率和电机效率，大幅减少甚至消除负扭矩，降低减速箱冲击和振动，降低装机功率。

技术领域：本发明涉及抽油机变速运行领域，具体涉及一种游梁式抽油机衡功率变速运行的方法。

背景技术：游梁式抽油机已有百年应用历史，性能可靠、耐用，是油井第一大举升方式。但由于其结构和载荷特点，系统承受交变载荷，电机功率波动幅度大，普遍存在负功现象，振动大，导致系统运行效率低、一些零部件寿命短。现有专利一种抽油机变速运行智能控制方法及装置是通过载荷位移数据计算当前泵效，设置目标值，根据闭环控制算法计算新的抽汲工作制度，进而对抽油机进行变频调参，然而该专利还是采用常规变频定速运行，仍然不能适应载荷的动态变化，没有从根本上解决电机功率波动幅度大、负功、振动大等问题。

发明内容：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种游梁式抽油机衡功率变速运行的方法，解决了游梁式抽油机不能适应悬点载荷的动态变化导致的电机功率波动幅度大、负功、振动大等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种游梁式抽油机衡功率变速运行的方法，包括以下步骤：

步骤1：采集一个冲程内不同曲柄角度θ_i下的悬点载荷W(θ_i)和电机输入功率P(θ_i)；

步骤2：计算一个冲程内的电机平均输入功率P_均；

步骤3：计算曲柄负荷扭矩T_wn(θ_i)；

步骤4：计算曲柄平衡扭矩T_B(θ_i)；

步骤5：计算曲柄净扭矩T_n(θ_i)；

步骤6：计算电机输出扭矩T_d(θ_i)；

步骤7：计算理论电机转速n(θ_i)；

步骤8：按照理论电机转速n(θ_i)对电机实时主动精准控制；

步骤9：在进入下一运行周期前，重复步骤1～8，即实现游梁式抽油机衡功率变速运行。

所述步骤1，将曲柄旋转一周划分成N等份，N＝120～360；采集一个冲程内不同曲柄角度θ_i下的悬点载荷W(θ_i)和电机输入功率P(θ_i)，其中编号i＝1，2，3，…，N。

所述步骤2，计算一个冲程内的电机平均输入功率P_均。

所述步骤3，根据采集的悬点载荷W(θ_i)，结合游梁式抽油机结构的不平衡重B，利用游梁式抽油机扭矩因数计算曲柄负荷扭矩T_wn(θ_i)。