CN101694408B - 皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法 - Google Patents
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Abstract
皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法，将载荷传感器联接在轴承座与支架之间，将位移传感器的转动件与转轴同步转动或与转轴上的滚筒或天车轮抵靠，在抽油机运转中，由载荷传感器测出支撑滚筒或天车轮的转轴两端的轴承座所承受的载荷数据，由位移传感器测出滚筒或天车轮的转轴的转速数据，将所测得的载荷数据和转速数据经数据采集装置采集、处理、传输，得出光杆的载荷、位移量及上下死点，进而获取示功图。本发明提供的方法具有测试可靠、测试精度高的特点；采用本方法可使得测试装置在设置上结构紧凑、隐蔽防护性好，在使用上，达到使用寿命长的效果。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油作业中对抽油机井进行示功图测试的方法。
背景技术
在抽油机采油作业中，需要对抽油机井的示功图进行监测。目前对皮带式或链条式抽油机井进行示功图进行测试的方法为：在光杆和悬绳器的连接处安装载荷传感器测量光杆负荷量；在井架上靠近井口处安装直线位移传感器、或在悬绳器上安装加速度传感器或在井架顶端皮带死点对面处安装霍尔传感器等方式测量光杆位移量；由测得的负荷量、位移量构成与抽油机冲程冲次同步的载荷位移曲线(即示功图)。上述现有的示功图的测试方法存在的不足是：1、载荷传感器和测量光杆位移量的传感器间的安装位置相距较远，若采用有线传输的方式，所需的电缆较长，若采用无线传输的方式，则需要解决供电等问题，各传感器的安装、设置较麻烦；2、载荷传感器和测量光杆位移的传感器及所连接的电缆在测试中处在运动状态，测试可靠性会受到影响、测试精度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法，该方法可用结构较简单的传感器及较简便的安装方式实现抽油机井示功图测试，且测试精度高、测试安全可靠。
为实现上述目的，本发明采用以下方案：皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法，将载荷传感器联接在轴承座与支架之间，将位移传感器的转动件与转轴同步转动或与转轴上的滚筒或天车轮抵靠，在皮带式或链条式抽油机运转中，由载荷传感器测出支撑滚筒或天车轮的转轴两端的轴承座所承受的载荷数据，由位移传感器测出滚筒或天车轮的转轴的转速数据，将所测得的载荷数据和转速数据经数据采集装置采集、处理、传输，得出光杆的载荷、位移量及上下死点，进而获取示功图。
由上述方案可见，支撑滚筒或天车轮转轴两端的轴承座所承受的载荷之和F为光杆载荷量F1、传动拉力F2、滚筒或天车轮与皮带等自重G、皮带与滚筒或天车轮的摩擦力f之和，即F＝F1+F2+f+G，且F1＝F2，f+G可视为常量，通过载荷传感器即可测出轴承座所承受的载荷数据，进而得到光杆的载荷数据；由数字脉冲编码式位移传感器可测得滚筒或天车轮的转轴的转速数据；由数据采集器对载荷数据、转速数据进行采集、处理、传输，即可换算出光杆的载荷量、直线位移量，进而可得出示功图。另外，根据滚筒或天车轮的转轴是正转还是反转即可判定光杆是上行还是下行，进而可以测定上死点和下死点。
本发明提供的方法具有测试可靠、测试精度高的特点；采用本方法可使得测试装置在设置上结构紧凑、隐蔽防护性好，在使用上，达到使用寿命长的效果。
附图说明
图1本发明实施例一的测试装置设置方式示意图；
图2图1的A-A剖视图；
图3本发明实施例二的测试装置设置方式示意图；
图4图3的B-B剖视图
具体实施方式
以下结合实施例及附图进一步说明本发明。
实现本发明提供的测试方法的手段是：将载荷传感器联接在轴承座与支架之间，使位移传感器的转动件与转轴同步转动或与转轴上联接的滚筒或天车轮抵靠，数据采集装置安装在抽油机上部安全台的护栏内侧上。载荷传感器采用应变片式载荷传感器，位移传感器采用数字脉冲编码式位移传感器，数据采集装置采用智能监控型数据采集器，它们均为现有产品。载荷传感器、位移传感器的信号输出端与数据采集装置的输入端相接。实现上述手段的具体测试组合结构参见以下实施例一、实施例二。
实施例一
参见图1、图2，本实施例提供的示功图测试组合结构为皮带式抽油机井示功图测试组合结构。在皮带式抽油机中，装有滚筒7的转轴13的两端分别由一轴承座6支撑，轴承座6由落座在底板1上的支架2支承，在轴承座6与支架2之间装有载荷传感器3，载荷传感器3由螺栓5、螺母4与轴承座6和支架2联接。在一轴承座6的端盖14上通过螺栓15联接有一只数字脉冲编码式位移传感器16，该数字脉冲编码式位移传感器16由法兰盘16c、传感器主体16a、滚轮16b构成，数字脉冲编码式位移传感器16的滚轮16b与转轴13的一端联接，在转轴的外侧设有一数据采集器9，载荷传感器3、数字脉冲编码式位移传感器16的信号输出端分别通过数据线12、数据线11与数据采集器9的信号输入端相接。
由图1可见，数据采集器9固定在抽油机上部的安全台10的护栏8内侧上。
由图2可见，数字脉冲编码式位移传感器16的滚轮16b与转轴13的联接方式为：在转轴13的一端联接有一伸出轴承座6的同心轴17，同心轴17与转轴13同轴，数字脉冲编码式位移传感器16的滚轮16b与同心轴17联接。同心轴17与转轴13间的联接、滚轮16b与同心轴17间的联接均为键联接。
结合图1、图2可见，本实施例的光杆负荷量测量原理为：两轴承座6所承受的载荷之和F为光杆载荷量F1、传动拉力F2、滚筒与皮带等自重G、皮带与滚筒的摩擦力f之和，即F＝F1+F2+f+G，且F1＝F2，f+G可视为常量(仪表在数据上以清零处理)，两轴承座6所承受的载荷之和可通过载荷传感器3输出的信号经数据处理器9计算得出，进而可得出光杆载荷量；光杆位移量测量原理为：设转轴13上的滚筒7的转动半径为R，数字脉冲编码式位移传感器16的滚轮16b旋转一周触发x个脉冲，在测试时，滚轮16b的角速度与滚筒7的角速度相同，由于光杆的直线位移量等于滚筒7的旋转位移量，当光杆从下(或上)死点向上(或下)死点运行时，系统累计检测了n个脉冲，则光杆向上(或向下)的位移量为S＝(n/x)*2лR。另外，根据转轴13是正转还是反转可判定光杆是上行还是下行，即可测定上死点或下死点。
另外，图1、图2所示的示功图测试组合结构同样也适用于链条式抽油机，即图1、图2中的滚筒7替换为天车轮，其它结构不变，则构成链条式抽油机井示功图测试组合结构。
实施例二
参见图3、图4
本实施例提供的示功图测试组合结构为皮带式抽油机井示功图测试组合结构。在皮带式抽油机中，装有滚筒7的转轴13的两端分别由一轴承座6支撑，轴承座6由落座在底板1上的支架2支承，在轴承座6与支架2之间装有载荷传感器3，载荷传感器3由螺栓5、螺母4与轴承座6和支架2联接。在滚筒7的旁侧设有一数字脉冲编码式位移传感器18和数据采集器9，数字脉冲编码式位移传感器18的滚轮18a与滚筒7的外侧相抵靠，载荷传感器3、数字脉冲编码式位移传感器18的信号输出端与数据采集器9的信号输入端之间分别由数据线12、数据线19相接。
参见图3
数字脉冲编码式位移传感器18固定在底板1上，数据采集器9固定在抽油机上部的安全台10的护栏8内侧上。
结合图3、图4可见，本实施例的光杆负荷量测量原理与实施例一相同；本实施例的光杆位移量测量原理为：设数字脉冲编码式位移传感器18的滚轮18a的半径为r，滚轮18a旋转一周触发x个脉冲，在测试时，滚轮18a的线速度与滚筒7的线速度相同，由于光杆的直线位移量等于滚筒7的旋转线移量也等于滚轮18a的旋转线位移量，当光杆从下(或上)死点向上(或下)死点运行时，系统累计检测了n个脉冲，则光杆向上(或向下)的位移量为S＝(n/x)*2лr。同样，根据转轴13是正转还是反转可判定光杆是上行还是下行，即可测定上死点或下死点。
同样，图3、图4所示的示功图测试组合结构也适用于链条式抽油机，即图3、图4中的滚筒7替换为天车轮，其它结构不变，则构成链条式抽油机井示功图测试组合结构。
另外，对于链条式或皮带式抽油机来说，在抽油机的上部设有罩住天车轮或滚筒的防护罩，因此，以上所述的数据采集器可固定在抽油机上部的防护罩内。抽油机上部的防护罩为现有结构，数据采集器在其内的固定也为常规技术，因此，本说明书中对此不做具体示意。
Claims (2)
1.皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法，其特征在于：将载荷传感器联接在轴承座与支架之间，将位移传感器的转动件与转轴同步转动或与转轴上的滚筒或天车轮抵靠，在皮带式或链条式抽油机运转中，由载荷传感器测出支撑滚筒或天车轮的转轴两端的轴承座所承受的载荷数据，由位移传感器测出滚筒或天车轮的转轴的转速数据，将所测得的载荷数据和转速数据经数据采集装置采集、处理、传输，得出光杆的载荷、位移量及上下死点，进而获取示功图。
2.根据权利要求1所述的皮带式、链条式抽油机井示功图测试方法，其特征在于：所述的载荷传感器为应变片式载荷传感器，所述的位移传感器为数字脉冲编码式位移传感器，所述的数据采集装置为智能监控型数据采集器，数据采集装置安装在抽油机上部安全台的护栏内侧上或固定在抽油机上部的防护罩内。
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