[发明专利]一种节能高效抽油机运行姿态的调控方法

说明书

本发明公开了一种节能高效抽油机运行姿态的调控方法，确定抽油泵柱塞在上止点与下止点之间的单向距离，根据抽油杠杆的转动角度划分上止点临界段、中间变频段和下止点临界段；获取抽油杠杆在上止点临界段和下止点临界段受到的冲击力，多次更改电机的转速进行试验操作；建立上下止点函数关系式，中间函数关系式以及电机转速与角度变化率的匹配关系式；根据上下止点函数关系式确定上止点临界段和下止点临界段的角度变化率，并依据匹配关系式匹配第一电机转速和第二电机转速；建立电机转速‑时间曲线，确定抽油泵柱塞在上止点与下止点的运行姿态变化；提供对上止点至下止点的抽油运行姿态的多种优化方式。

技术领域

本发明涉及抽油机技术领域，具体涉及一种节能高效抽油机运行姿态的调控方法。

背景技术

目前，抽油机是石油开采的主要地面设备，是使用最早、最普遍的抽油机，其工作原理是电动机通过皮带轮和减速箱减速后，由一个曲柄摇杆机构将减速箱输出轴的旋转运动转换为游梁驴头的往复运动，从而带动抽油杠杆作上下往复的直线运动，再通过抽油杠杆将这个运动传递给井下的抽油泵的柱塞，使之工作抽油。

尽管抽油机技术经过长期发展，研制出了大载荷、长冲程、低冲次节能抽油机，开展了变频调速电动机、电磁调速电机、永磁同步电机等各种节能电机的试验应用，但是抽油杠杆在上止点和下止点之间的运行姿态同样影响抽油机的载荷和冲程，目前对抽油机的运行姿态调整方式大多为人工经验所做的处理，且调整方式唯一，无法通过对比多种调整方式的冲程和载荷来对抽油机运行姿态进行优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能高效抽油机运行姿态的调控方法，以解决现有技术中对抽油机的运行姿态调整方式大多为人工经验所做的处理，且调整方式唯一，无法通过对比多种调整方式的冲程和载荷来对抽油机运行姿态进行优化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种节能高效抽油机运行姿态的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、确定抽油泵柱塞在上止点与下止点之间的单程距离，获取抽油杠杆在上止点至下止点之间的转动角度，并将所述抽油杠杆的转动范围划分为上止点临界段、中间变频段和下止点临界段，根据抽油杠杆在上止点至下止点之间的转动角度，初步确定所述抽油杠杆在所述上止点临界段、中间变频段以及下止点临界段的转动角度，获取抽油杠杆在所述上止点临界段、中间变频段以及下止点临界段受到的冲击力；

步骤200、多次更改电机转速进行试验操作，且在每次试验操作时保证所述抽油杠杆在所述上止点临界段和下止点临界段的角度变化率不变；

步骤300、计算所述抽油杠杆在上止点临界段、下止点临界段以及中间变频段的角度变化率，建立上止点临界段和下止点临界段的角度变化率与冲击力之间的上下止点函数关系式，建立中间变频段的角度变化率与冲击力之间的中间函数关系式，统计每次电机试验操作的上止点与下止点的单程移动的电机转速，建立电机转速与中间变频段、上止点临界段和下止点临界段的角度变化率之间的匹配关系式；

步骤400、以所述抽油杠杆的冲击载荷阈值为基准，根据所述上下止点函数关系式确定所述上止点临界段和下止点临界段的角度变化率，并依据所述匹配关系式匹配所述上止点临界段和下止点临界段的第一电机转速，根据所述中间函数关系式确定所述中间变频段的角度变化率，并依据所述匹配关系式匹配所述中间变频段的第二电机转速；

步骤500、建立电机转速-时间曲线，标记所述上止点临界段和下止点临界段的第一电机转速以及所述中间变频段的第二电机转速，对电机转速-时间曲线积分处理以优化调整所述抽油泵柱塞在所述上止点与下止点的运行姿态变化。