供液不足井間歇抽油控制器的製作方法

2023-05-28 19:31:51 1

專利名稱：：供液不足井間歇抽油控制器的製作方法
技術領域：
：供液不足井間歇抽油控制器技術，本實用浙型涉及一種應用於抽油機控制領域中的裝置，具體的說是涉及一種運用抽油機示功圖原理實現抽油機間歇抽油控制的裝置。技術背景在袖田採油領域中，對於井底供液不足的井，解決的辦法首先是調整##，但對於那些井底供液嚴重不足的井，經過調參後，仍然不能使自機滿負荷工作。這時的抽油機工作制度一般分為兩種一種是白天開機運行，晚上停機，或者晚上開機運行白天關機；第二種是24小時連縛開機運行。第一種工作制度無法保證在開機運行時段正好抽完環形空間的液量，而關機時間過長可能由於回壓過高影響液面恢復，同時也使該井的產量受損。第二種工作制度使該井長期處在井底供液不足狀態，不但空抽浪費電能，而且由於幹抽影響機、泵、杆的壽命。簡單的說，當井底嚴重供液不足的時候，如果抽油機仍然運行，柱塞和泵筒之間缺少必要的液體作為潤滑劑，必然增大了摩擦係數，柱塞和果筒的摩擦力加大，磨損加劇，間隙加大，檢泵周期縮短。此外，當空抽和半空抽狀態時，抽油機在下行程過程中，失去了液體的浮力作用，下行程的電機功率要比正常時候大，提髙r電能的消耗。可以說，這類井底供液嚴重不足的抽油機井的千抽、浪費電能的問題己經成為目前油田上急霈解決的技術問題
實用新型內容為了解映井底供液嚴重不足的抽油機井的幹抽、浪費電能的問題，本實用新型提供一種供液不足井間歇抽油控制器，該種供液不足井間l^袖控制器能夠判斷出井下供液是否充足，當井下情況已經不冉適^,油時,控制器就自動停止抽油機，達到間歇抽汕的目的，從而實現節約能雜，降低生產成本的目的。本實用新型的技術方案是該種供液不足井間歇抽油控制器，包括置於殼體灼的嫌處理器以及配套的存儲器、時鐘電路、鍵盤、數碼顯示屏，徵在於所述控制器還包括載荷傳感器、位置傳感器，K-中由載荷傳感器輸出的壓力信號經過信號放大器、A/D轉換器輸入到所述微處理器的信號輸入端，由位置傳感器輸出的位置信號經A/D轉換,入到所述微處理器的另一信號輸入端，由所述微處理器做出示功圖，所錄微處理器對載荷傳感器壓力信號和位置傳感器位置信號進行運算、處理，繪製出以載荷壓力為縱坐標，以位移行程為橫坐標的變化袖線，即示功圖，微處理器對示功圖進行分析判斷，找出控制點，示功衝由RS232接口輸出，與外部計算機或手操器通訊，再凼所述微處理器的兩個數位訊號輸出端引出兩個控制節點，分別作為抽油機起停控制電路、報警控制電路的控制信號。所述微處理器可以釆用AT89S51系列單片機，從而實現模糊控制。本實用新型具有如下有益效果採取上述方案後，控制器可以根據每一口井的不同井下條件，在抽油機運行時，隨時作出供液充足或不足的示功圖，同時與記憶的兩種功圖進行比較，判斷出目前井F液面的1f^,一旦控制器連續三個周期畫出的示功圖與已存儲的無功功圖接鄉L挫制審就發出抽油機停機信號，從而達到問歇抽油的目的，可以，(^g、降低生產成本。附圖講明閨1是本實翔新型的組成示意圖。掛2是本實翔新型中載荷傳感器的結構剖視圖。3是本實用新型中載荷傳感器的測量部分的電氣原理圖。閨4是本實用新型實施例1中角度傳感變送器的結構剖視圖。圖5是本實用新型實施例1中角度傳感變送器的電氣原理圖。圖6是本實用新型中微處理器的程序流程圖。圖7是本實用新型實施例2中位移傳感器結構剖視圖。圉8^實用新型實施例2中位移傳感器電氣原理圖。圖9^實用新型實施例3中霍爾開關結構剖視圖。圉10是本實用新型實施例3中霍爾開關電氣原理閨。圉中i-載荷體，2-輸入、輸出插座，3-電阻應變片，4-外殼，5-橡鷹密封墊，6-外殼，7-固定槽孔，8-航空插座，9一尼龍線，10—自魂執線盒，1l一外殼，12—收線安條盒，l3—多圏電位器，14一賴,鹿，15-引線，16-霍爾開關敏感區，17-固定螺孔。具體實施方式下釃銪合附瞎對本實用新型作進一步說明由班31析示，'該種供液不足井間歇抽油控制器，包括置於殼體內的微處醒審以及艇套的存儲器、時鐘電路、鍵盤、數碼顯示屏以及載荷傳感讎、位置傳感器，其中由載荷傳感器輸出的壓力信號經過信號放大器、A/D轉換ll輸入到所述微處理器的數位訊號端，由位置傳感器輸出的位蟹信號經A/D轉換器輸入到所述微處理器的另-信號輸入端，由所壤微處理器的兩個數位訊號輸出端引出兩個控制節點，分別作為抽油機起停控制電路、報螯控制電路的控制信號輸出端。麴街傳感器的結構剖視圖如圖2所示，在使用時，載荷傳感器套在抽油杆上，直接潿定在懸繩器的上、下夾板之間。卜'夾板由懸繩器來帶動，光櫟直接固定上夾板上。懸繩器向上的作用力與光杆的向下的反作翔力直接作用在載荷傳感器上下兩端的彈性體上，電阻應變片貼在彈性體約不同位置，組成測量橋路，測量橋路的電氣原遐圖如閣3所示，將作用在載荷傳感器上的力轉變為彈性體的變形，進而導致應變片電粗值的變化，加上外部電源的供電最終將光杆載荷的變化轉變成電信號》載荷傳感器受力的大小跟隨井底柱塞泵負荷的變化，杵塞泵的負荷變化主要取決與井下液量的多少,所以作用在載荷傳感器上的壓力可W直接反映並下液量。^!，器的選擇，可以根據情況確定不同的類型。實施例1,埭擇角度傳感變送器，其機械結構剖視圖如圖4所示，角度傳感變送器主要由傾角傳感器和變送器組成，圖5是它的電氣原理圖，傾角傳感器由磁敏電阻和磁性材料組成，傳感器角度的變化導致磁敏電膽的組值發生變化,加上外部供電最終將傳感器角度變化轉換成嘲信號b傾角傳感器安裝在抽油機轉動軸上方遊梁的擺動軸心，當抽油機工作時，遊梁以中軸為中心上下擺動，帶動抽油機光杆運動的同,傾角傳感器產生角度變化。因為抽油機遊梁角度的變化與抽油杆的行程碎比例，所以傾角位移傳感器角度的變化能夠反映抽油杆的實,程—實施例2,選擇倥移傳錄器。其lft槭結抅剖視圖、電氣原瑪圖分別如圖七，圖八辦示，主要.曲多豳電位器和自動收線讀組成，收線盒內的尼龍線繩拉出和收入直接改變電位器電阻值的變化，電阻伹的變化與尼龍繩拉出的長度成比例。將位移傳感器固定在載荷傳感器h，尼龍繩引出端掛在抽油機井口某一固定點上，當抽油機抽油杆il下運動時，固定在載荷傳感器上的位移傳感器與抽油杆上.下'同步運動，尼龍線繩被相應拉出和收入，電位器電阻值做相應變化，將變化的電阻值信號輸入到微處理器內，即可完成抽油杆行程的測量。實餹例3，選擇霍爾開關，即霍爾式磁接近開關。其機械結構剖視圖、電氣原理圖分別如圖九、圖十所示，主要由霍爾效應元件和放大整形半導體器件組成。霍爾式磁接近開關是以永磁體作為觸發媒介的無觸點電子開關，它通過霍爾效應元件接受磁力線的信號，經過放大整J^變為電開關信號輸出給處理器。霍爾開關的原理如下在勻速運動抽油過程中抽油杆上下往復運動--次的時間變化與抽油杆行程變化是成比例的，所以測出每次抽油杆上、下'往復運動的時間對應不同時間的行程也就確定了。將霍爾式接近汗關安裝在抽油機底座的鋼架上，永磁體安裝在抽油機曲柄的一端。當抽油杆上.F往復運動一次,在曲柄轉動過程中曲柄上固定的永磁體與鋼架l".的霍爾式磁接近開關相遇兩次，接近開關分別發出兩個電脈衝佰號，第一個脈衝信號糖出給處理器，開始記時，第二個脈衝信號輸出給處理器，停止記對，處理錄對時間進行轉換，變成相應的行程值。在實現本方案時，載荷傳感器可以選用北京金山科技有限公司生產的G-300型傳感器，角度傳感變送器可以選用北京通磁偉業傳感技術有階公司生產的產品。]H^卜,為實瑰鵪糊控制，所述微處理器採用AT89S51系列單片機。Wt批內部的程序流程圖如圖6所示，由單片機採集抽油機抽油過程中熟裁櫧信號和位置信號，畫出示功圖，根據示功閣判斷井底供液情恥決定抽袖機的啟停。控制器在發出啟動抽油機信號的同時就讀取載荷及位置傳感器數據，先剿斷是否到一個周期，如果不到一個周期繼續i賣取載荷及位置傳感器數據。如果到一個周期判斷是否在學習狀態，如果在學習狀態控制器fi憶當醣功圖，即供液充足或供液不足的功亂人為設定關鍵點。如果不在祭習狀態那麼控制器存儲功圖並判斷是否到關鍵點，如果不到關鍵點繼續讀取數據，控制器自動更新t:次的功圖，控制器內的功翻可被手操器或計算機讀取。如果到關鍵點就與控制器內已經記憶的供液充足及供液不足功圖進行比較，如果偏離供液允足功圖80%或皿不足功圖20%，那麼控制器給出停機信號，同時記錄該階段相關參數並與初始設定參數比較更改必要參數，否則繼續判斷..f務機時間段第一次由人為設定，經過設定的停機時間後控制器自動給出啟動抽抽機信號，繼續判斷，同上。控翻賽可根截井底供液狀況，調整抽油機的實際運行時間段和停機時間殺，以避兔啟機次數多而運行時間短的工況。在本例屮由位置傳感g回到控制器的電信號被直接進行A/D轉換，然後經AT89S51單片機處理，作為示功圖的橫坐標。由載荷傳感器返回的電信號先被信號放大審放大，然後經過A/D轉換器轉換，再經過AT89S51單片機處理作為示功圖的縱坐標。信'號經過AT89S51單片機處理做出示功圖，單片機通過RS232通訊,連接到外部計算機或手操器，義計算機或手操器根據抽油機井不同的示幼圖設置不同的關鍵點到AT89S51，由AT89S51根據關鍵點判,扭機目前工作狀態，以此來判斷抽油機起停。ibjfe油機以"伺歇啟停"的工作方式代替了原來的"連續"運行。經應用證明，有些井節約電能達50%以上，平均節約電能40%以上，同時延長作業周期和檢泵周期。對於那些由人為控制起停的間歇井，由於原工作制度不合理，安裝上間歇控制器後產量會有所提升。以大慶袖田北一區331-37井和331-34井為例表一為安裝本實用新型前的生產狀況__tableseeoriginaldocumentpage7北1鄰+37北1-331-34表一表二為安裝本實用新型後的牛產狀況:井號產液含水泵深泵徑沉沒泵況工作制EJ耗電(T)(%)(M)(MM)度!度(KWH)(M)(小時/曰)37490457204正常7.361.69104正常54供液不足331-3466594657146正常12101.4l丄6正常56供液不足北1—331-37北卜331-34表二結果對比331-37井年節電-(183.84^61.69)X365-44584.75KWH。331-34井年節電=(223.68-101.49)X365-44599.35KWH。331-37並一年實際運行時間111,02天。331-34井一年實際運行時間182.50天。由此實驗例可見，單井節電2萬餘元，抽油機日曆壽命提高一倍以上。權利要求1、一種供液不足井間歇抽油控制器，包括置於殼體內的微處理器以及配套的存儲器、時鐘電路、鍵盤、數碼顯示屏，其特徵在於所述控制器還包括載荷傳感器、位置傳感器，其中由載荷傳感器輸出的壓力信號經過信號放大器、A/D轉換器輸入到所述微處理器的信號輸入端，由位置傳感器輸出的位置信號經A/D轉換器輸入到所述微處理器的另一信號輸入端，由所述微處理器的數位訊號輸出端引出兩個控制節點，分別作為抽油機起停控制電路、報警控制電路的控制信號輸出端。2、,權利要求1所述的供液不足井間歇抽油控制器，其特徵在於所述位置傳感器為角度傳感器。3、根搏權利要求1所述的供液不足井間歇抽油控制器，其特徵在於所難位置傳感器為位移傳感器。4、根擔權利要求1所述的供液不足井間歇抽油控制器，其特徵在於所準位置傳感器為霍爾開關。專利摘要一種可實現抽油機間歇抽油控制的供液不足井間歇抽油控制器。主要解決井底供液嚴重不足的抽油機井幹抽、浪費電能的問題。其特徵在於所述控制器還包括載荷傳感器、位置傳感器，其中由載荷傳感器輸出的壓力信號經過信號放大器、A/D轉換器輸入到所述微處理器信號輸入端，由位置傳感器輸出的位置信號經A/D轉換器輸入到所述微處理器的信號輸入端，由所述微處理器做出示功圖，再由所述微處理器的數位訊號輸出端引出兩個控制節點，分別作為抽油機起停控制電路、報警控制電路的控制信號。該種控制器能夠根據井下供液充足情況而給出抽油機停機與起機指令，實現了間歇抽油的目的，從而避免了對抽油機井的幹抽，具有可節約能源、降低生產成本的特點。文檔編號F04B49/02GK201003394SQ20072000506公開日2008年1月9日申請日期2007年2月14日優先權日2007年2月14日發明者偉劉,夏樹林申請人:偉劉