CN102094597A - 抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抽油机的调整平衡技术领域，尤其是一种抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置。提供一种实现系统效率的提高的平衡装置。其包括抽油机的底座(7)、电动机(10)，设有主储液箱(1)、电器控制箱(6)、执行单元(2)，配重设有配重液箱(5)，主储液箱(1)、执行单元(2)、配重液箱(5)之间通过管线连接。管线包括固定管线(3)和过度软管线(4)，在运动的部件之间采用过度软管线(4)。抽油机下始点曲柄(8)对应的位置上设有位置传感器，或设在游梁(9)上下运动始点的对应的位置上。采用上述结构以后，精确平衡效果好，根据井下载荷自动调整，可精确快速地调整平衡，平衡度远大于目前的80％要求，理论设计值可接近100％。

Description

抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置

一、技术领域：本发明涉及抽油机的调整平衡技术领域，尤其是一种抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置。

二、背景技术：抽油机是油田石油生产的主要设备，也是主要的电能消耗源之一。在抽油机的工作过程中，它的平衡直接关系着其效能。从理论上讲，一个平衡很好的抽油机仅需消耗极少的电能。但在实际使用中，井下载荷随着生产的进行会不断发生变化，从而不断打破抽油机原有的平衡，要实现再平衡就需要操作人员不断的调整抽油机的平衡机构，成为机械采油管理中一项基础工作。调整抽油机的平衡是一件十分费时费力的工作，一方面要测定平衡状态(通过现场测量、计算电流差值)；另一方面，要停机、卸载，调整平衡机构，然后再开机测量、计算校验，有时反复数次才抽油机平衡率粗略达到80％的要求，而且抽油机在运行中会造成平衡率波动，为此，大多数抽油机都工作在不平衡状态，造成了电能的浪费，缩短了抽油机的使用寿命，增加了生产能耗。以目前开采难度大、机井管理困难的稠油热采井为例，其抽油期分为三个生产阶段：初期、中期、后期，抽油机负荷是逐渐上升的，稠油热采井普遍采用变频系统来调节冲次，抽油机的不平衡工作给变频系统带来的过电压对变频电器元件具有危害性，而且制动电阻消耗能耗损失也是巨大的，生产阶段的前两期为产油好阶段，应避免停井，因此使得工人调平衡的工作任务变得紧迫而且繁琐。

三、发明内容：本发明的目的就是提供一种在现有配重式抽油机原有配重的基础上附加一套装置，利用液体的重量作为微调游码，配重液的重量是原采油井正常运行期间井下载荷变化导致相应的配重铁的变化重量。采油井载荷变化，可导致抽油机载荷及电动机电流、电压、功率变化，采集这些数据来控制液体配重游码的重量，及时自动精确地调整平衡，使抽油机整个机械系统以及电气系统都处在最佳运行状态，实现系统效率的提高，达到安全节能增产的目的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置。其技术方案是：抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，包括抽油机的底座、电动机、配重，在底座上设有主储液箱、电器控制箱、执行单元，配重设有配重液箱，主储液箱和配重液箱内为配重液，执行单元包括泵和电磁阀，电器控制箱内设有PLC等CPU微处理器程序控制器以及电动机运行电信息采集传感器，主储液箱、执行单元、配重液箱之间通过管线连接。主储液箱设液位传感器、液量指示器、连接管、通气管呼吸器、液位计、检修入孔、密封箱盖，箱盖上设有检修入孔和通气管，通气管呼吸器管口朝下设置。配重液箱设有通气管呼吸器，液量指示器，主储液箱和配重液箱内为配重液，配重液为纯水，或含有防腐、防冻等添加剂的水混合液，或如机械油、变压器油、液压油、矿物油等等单质或混合液体物。电磁阀为二位二通单稳态常闭型电磁阀，电磁阀为4个进行导向作用，工作时相应的电磁阀成对接通，实现控制液体的流动方向的作用，电磁阀设有止回装置，管线包括固定管线和过度软管线，连接主储液箱、电磁阀、泵、配重液箱，构成液体正反方向流动的通路，在运动的部件之间采用过度软管线。电磁阀和泵设有CPU微处理器程序控制系统来控制电磁阀和泵的开启运转，及时适量地增加或减少配重液箱中的液体的重量，CPU微处理器为单片机或PLC可编程控制器。电气控制箱内设有电传感器，电传感器包括电流传感器、电压传感器、功率传感器，对电动机的运行数据电流、电压、功率变化信号进行采集。抽油机的悬绳器上设有载荷传感器，测量一个冲次过程中各点压力值。主储液箱上设有液位传感器，感应液量的变化。PLC可编程控制器设有A/D模块单元和D/A模块单元，根据电传感器采集的信号、抽油机上下冲程(位置传感器感应)测定一个冲程中各个位置不同的电流值，来综合计算抽油机的平衡度，判定是否要进行抽油机平衡调整，根据不同的平衡度数值，控制电磁阀打开，同时泵运行，改变液体流动方向，来增加或减少液体配重重量(液位传感器感应量)，从而达到调整抽油机平衡目的。底座抽油机下始点曲柄对应的位置上设有位置传感器，或设在游梁上下运动始点的对应的位置上；皮带式抽油机可安装在中平台附近或抽油机平衡箱上始点或者下始点的平衡箱对应的位置上。根据电传感器采集的信号，电动机的运行数据：电流、电压、功率变化信号，和抽油机上下冲程状态位置传感器感应来判断抽油机的平衡状况，运用模糊控制理论技术由单片机或PLC可编程控制器等CPU微处理器程序控制系统来控制电磁阀和泵的开启运转，及时适量地增加或减少配重液箱中的液体的重量(液位传感器感应)，也就是跟随负载的变化调节配重的变化，来达到抽油机在最佳平衡点或最佳运行点处运行的效果。本发明与现有技术相比较，具有以下的优点。可以针对抽油机需要监测的各种数据，采用电流、载荷、角位移传感器来进行各种信号的测量，PLC作为该装置核心控制器，进行各类信号的采集和数据运算。采集抽油机冲程周期内的有功功率、各相电压、电流的变化数据，计算抽油机的冲程周期，自动计算抽油机冲程周期内的上冲程电流最大值、下冲程电流最大值，根据电流法来计算抽油机的平衡率。自动计算抽油机冲程周期的上冲程有功功率之和、下冲程有功功率之和，然后根据上、下冲程有功功率之和的比值来进行计算抽油机的平衡率。如果抽油机配重平衡，其上下冲程内的所作负功应没有或者较少，所以增加冲程内负功的累计，通过冲程内负功所占做功的百分比，来判断配重是否合理。CPU作为数据运算和存储的核心模块，模拟量采集模块采集电流和载荷传感器输出的标准电压、电流信号，信号采集模块采集的输出值，最后采用自由口编程的方式，通过CPU上的串行通讯口将数据发送至无线数据传输终端，从而将数据通过无线网络传输至上位监控计算机。PLC的CPU模块支持自由协议编程，能够方便地与众多的无线数据传输终端进行连接。抽油载荷是每时每刻都在变化的，而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化。上冲程载荷与下冲程载荷不一致时，实现自动(具有手动选择)添加或减少配置液，达到抽油机的平衡度的要求；抽油杆、油管断脱、油井停机、结蜡等载荷异常变化以及电源缺相或电动机烧毁等故障造成的电流波动剧烈时，该装置发出报警预告；主储液箱中液量用完或蓄满时，发出重新调整平衡的预告报警，对于本装置系统故障具有自检报警功能；电磁阀、动力泵通电运行时间较短，长期运转时而液位不发生变化，控制单元会发出报警信号；配重液量显示功能、抽油机平衡度显示功能以及实现远程监控功能。使抽油机最大限度的达到节能与安全高效运行目标。1)、精确平衡效果好，根据井下载荷自动调整，可精确快速地调整平衡，调整平衡标准可按需求采用常规的“电流平衡”或更为精确的“功率平衡”等方式，平衡度远大于目前的80％要求，理论设计值可接近100％，在实际运用中可根据要求给予设定；2)、快速掌握井下载荷情况，及早发出油井异常以及须调平的预告信号，具有超载和断载保护装置，并能自动停机报警；3)、延长工人被动调平周期，准确了解须调平重量，减少停井时间；4)、当配重不平衡时，在抽油机工作的一个冲程中，会出现电动机处于发电状态，普通变频器加能耗制动单元以多耗电能为代价造成能量的损失较大，对于同一井场上有多口油井的场所，可以采用共用直流母线系统方案，系统整体显得更复杂。对于更大功率的系统，采用能量回馈装置，将再生能量回馈电网，当然有可能存在电磁污染问题，而且投资也就更高了。此项发明没有纠结在回馈能量的回收和释放上，能量是不可能无缘无故产生的，回馈能量的产生源于电动机在抽油机不平衡状态下电动机在前半个冲程中(电动机状态)多做的功。问题产生的根本：抽油机的平衡度。此项发明使变频器在抽油机井中的使用发挥最好的功效，消除电能的浪费流失。同时避免了抽油机的不平衡工作造成变频系统过电压，由此对变频电器元件的危害，使抽油机异步电机用变频器供电真正做到既安全又节能；5)、避免工频电机在抽油机井的使用中经常性的出现的发电运行状态，从而提高电网的功率因数并减少对“污染”电网以及设备的机械磨损；6)、抽油机运行在最佳状态，延长抽油机各部件的使用寿命；7)、可以使油井的用电设备包括变压器、配电柜、电动机都运行在最佳状态，安全及节能效果明显；8)、电路配合实现容易，可以单独成控制柜，也可和油井的电气控制柜组合使用。油井的电气控制柜分为工频柜和变频控制柜，工频控制柜内部空间大，抽油机液体配重自动调平衡控制部分可与抽油机电气控制柜组合；抽油机液体配重自动调平衡可以减少变频柜中的制动单元，因此也有安装空间，而且信号采集、程序控制也可以采用变频器中的CPU完成，可以说在抽油机上的应用和变频控制系统是最佳组合。9)、容易推广，便于制造，便于现场改装，对现有常规型游梁抽油机及异相型、双驴头式、下偏杠铃式、复合平衡式等配重抽油机改装方便；对在目前先进的立式(皮带式)抽油机上安装制造更为简易可行。10)、具有以平衡液体积形式直观显示反映平衡状况的功能和油井异常情况报警功能，便于工人及时方便地掌握抽油机、采油井的工作状态。11)、可以技术先进设备匹配，可与实时采集的载荷示功图分析仪器或电动机调速器、变频器结合使用，便于与监测抽油机电机的各种电参数及油井其它参数(如井口压力、井口温度、电机温度、示功图等)各种仪器以及计算机远程监控系统完美配合，实现油井科学管理。

四、附图说明：图1为本发明游梁式抽油机实施例的结构示意图；

图2为本发明游梁双驴头式抽油机实施例的结构示意图；

图3为本发明游梁下偏杠铃式抽油机实施例的结构示意图；

图4为本发明皮带式抽油机实施例的结构示意图；

图5为本发明元器件工作原理示意图；

图6为本发明电气系统控制连接图。

五、具体实施方式：参照附图所示，抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置包括抽油机的底座7、电动机10、配重，在底座7上设有主储液箱1、电器控制箱6、执行单元2，配重设有配重液箱5，主储液箱1和配重液箱5内为配重液，执行单元2包括泵和电磁阀，电器控制箱6内设有PLC等CPU微处理器程序控制器以及电动机10运行电信息采集传感器，主储液箱1、执行单元2、配重液箱5之间通过管线连接。主储液箱1设液位传感器、液量指示器、连接管、通气管呼吸器、液位计、检修入孔、密封箱盖，箱盖上设有检修入孔和通气管，通气管呼吸器管口朝下设置。配重液箱5设有通气管呼吸器，液量指示器，主储液箱1和配重液箱5内为配重液，配重液为纯水，或含有防腐、防冻等添加剂的水混合液，或如机械油、变压器油、液压油、矿物油等等单质或混合液体物。电磁阀为二位二通单稳态常闭型电磁阀，电磁阀为4个进行导向作用，工作时相应的电磁阀成对接通，实现控制液体的流动方向的作用，电磁阀设有止回装置，管线包括固定管线3和过度软管线4，连接主储液箱1、电磁阀、泵、配重液箱5，构成液体正反方向流动的通路，在运动的部件之间采用过度软管线4。电磁阀和泵设有CPU微处理器程序控制系统来控制电磁阀和泵的开启运转，及时适量地增加或减少配重液箱中的液体的重量，CPU微处理器为单片机或PLC可编程控制器。电气控制箱6内设有电传感器，电传感器包括电流传感器、电压传感器、功率传感器，对电动机的运行数据电流、电压、功率变化信号进行采集。抽油机的悬绳器上设有载荷传感器，测量一个冲次过程中各点压力值。主储液箱1上设有液位传感器，感应液量的变化。PLC可编程控制器设有A/D模块单元和D/A模块单元，根据电传感器采集的信号、抽油机上下冲程(位置传感器感应)测定一个冲程中各个位置不同的电流值，来综合计算抽油机的平衡度，判定是否要进行抽油机平衡调整，根据不同的平衡度数值，控制电磁阀打开，同时泵运行，改变液体流动方向，来增加或减少液体配重重量(液位传感器感应量)，从而达到调整抽油机平衡目的。底座7抽油机下始点曲柄8对应的位置上设有位置传感器，或设在游梁9上下运动始点的对应的位置上；皮带式抽油机可安装在中平台附近或抽油机平衡箱上始点或者下始点的平衡箱对应的位置上。

工作原理：根据电传感器采集的信号(电动机的运行数据：电流、电压、功率变化信号)和抽油机上下冲程状态(位置传感器感应)来判断抽油机的平衡状况，运用模糊控制理论技术由单片机或PLC可编程控制器等CPU微处理器程序控制系统来控制电磁阀和泵的开启运转，及时适量地增加或减少配重液箱中的液体的重量(液位传感器感应)，也就是跟随负载的变化调节配重的变化，来达到抽油机在最佳平衡点或最佳运行点处运行的效果。

3、工作步骤：抽油机在工作过程中分为上、下冲程，位置传感器感应可以反映抽油机的工作状态位置，当上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即电动机上冲程工作电流大，下冲程工作电流小(或下冲程电机负功率)，通过传感器将电动机10的电流、电压信号进行采集输入PLC可编程控制器进行计算比较，当上、下冲程峰值电流或功率(在电动机使用变频器的电路中还可以利用变频器输入电流与输出电流的对比)差值，达到设定值时，向上灌入方向的电磁阀打开，同时动力泵运行，将主储液箱1中的液体给配重液箱内灌入配重液，来加大配重达到平衡要求。加入的液量可以按照时间、液位感应的液量以及PLC设定的电流动作值来确定。同理，当上冲程载荷很小，下冲程载荷较大，该装置可以从配重液箱5内抽取配重液，来减小配重达到平衡要求。

构件组成：

1、配重液：纯水，或含有防腐、防冻等添加剂的水混合液，或如机械油、变压器油、液压油、矿物油等等单质或混合液体物。配重液的选择根据气候、环境、成本来选择，水类液体成本低、使用方便，在零度以下的环境建议使用防冻液或油类液体。配重液的重量是原采油井正常运行期间井下载荷变化(井下渗油和渗水量的变化等因素)导致相应的配重铁的变化重量。因此根据配重铁变化的重量来算出配重液的体积，(1L的水的重量约等于1KG)从而来选择配重液箱5和主储液箱1的体积。

2、主储液箱：一般制作方形、矩形或圆柱形，装设液位传感器、液量指示器，一般采用碳素钢板焊接而成.在有条件时，采用耐蚀的不锈钢是很好的选择。一些新兴材料，如塑料、玻璃钢、等均可用作主储液箱材料。主储液箱1一般应设连接管、通气管呼吸器、液位计、检修入孔等附件。连接管一般从侧壁接或底部接入，主储液箱1应设有密封箱盖，箱盖上应设有检修入孔和通气管。通气管呼吸器应应防止灰尘、昆虫和蚊蝇进入，一般应将管口朝下设置。通气管管径一般采用不小于50MM。液位计一般应该在水箱侧壁上安装玻璃液位计或磁翻板液位指示器等。主储液箱安装油井底座上，要求布置方便，占地较小，便于观测。主储液箱的体积按油井型号、油井载荷导致的配重变化量、安装条件来选择，一般规格在400L至1200L以上。

3、配重液箱

该发明继承和保留了几乎所有现用抽油机优点，是抽油机精确配重平衡的高效节能、安全快捷的辅助手段，配重液是抽油机配重的可以自动调节的游码，做为配重的组成一部分，因此配重液箱5和原配重安装在一起，原配重可以适当相应地减少体积和重量。由于户外环境易锈蚀，配重液箱5一般采用不锈钢等材料，也可以参考主储液箱的用料。配重液箱5设有通气管呼吸器，结构简单，可根据具体条件设计成和原配重结合一体的任意形状，容积参照主储液箱1的规格来设计。

例如：1)在常规游梁抽油机和复合平衡式抽油机中，配重液箱5安装在游梁尾部，起到游梁辅助配重的作用。配重液箱5制作方形、矩形或圆柱形都可，要便于和游梁尾部安装固定。

2)下偏杠铃游梁复合平衡抽油机、游梁双驴头式抽油机、异相型抽油机等，这些常规游梁抽油机的改进抽油机是将配重或辅助配重的位置加以改变，使平衡扭矩更有效地起到均衡扭矩的作用，使得净扭矩曲线峰值减小，曲线趋于平缓，从而在运动性能、动力性能等方面较常规机都有很大改善。配重液箱同样应和其改进的配重位置在一起，而且根据具体条件设计成和原配重溶为一体的任意形状，起到抽油机自动精确调平衡的目的，到达抽油机高效节能的完美效果。

3)立式(皮带式)抽油机，以美国威德福国际公司和我国胜利油田高原石油装备有限责任公司合作生产的Rotaflex 700A型皮带式抽油机为例，在实际应用中，配重铁占平衡箱空间的二分之一左右，剩余空间体积经计算为1000升左右。皮带式抽油机平衡箱防盗性能差，采油生产对皮带式抽油机调整平衡后一般将平衡箱进行焊接，给下次调平衡带来不便。将平衡箱内的部分空间改造成配重液箱，1000升的空间容纳水重量为1000公斤，通常皮带式抽油机二次调整平衡的配重铁重量在200公斤至600公斤，因此该装置可以完全实现皮带式抽油机精确平衡需求。

4、执行单元：电磁阀和动力泵

电磁阀、动力泵通电运行时间较短，长期运转时而液位不发生变化，控制单元会发出报警信号。

1)电磁阀一般采用二位二通单稳态常闭型电磁阀。由于增压泵的转向固定，因此采用4个电磁阀进行导向作用，工作时相应的电磁阀成对接通，实现控制液体的流动方向的作用。电磁阀参数：直流DC12V，可选用有压阀或无压阀，电磁阀自身带有止回装置。

2)动力泵采用高效增压泵，要求易于安装，水利部件采用防腐蚀处理，全扬程10M至15M左右，排水量2t/h至6t/h以上，配置高效电机，电源220v/50Hz(单相)，输出功率100W至600W左右。根据抽油机的型号、井下载荷的情况对配重液量的需求合理选择增压泵及管线。

5、连接管线：包括固定管线3和过度软管线4，作用是将主储液箱1、电磁阀、增压泵、配重液箱5连接起来，构成液体正反方向流动的通路，在运动的部件之间采用过度软管线4。固定管线3可以采用PPR管或耐腐蚀的金属管线。

过度软管线4推荐采用(MESA)柔性软管，是以橡胶软管作为主体，以不锈钢或聚酯纤维材料作为耐磨保护外套的柔性软管。柔性软管通过两端接头与固定管线3连接。抽油机在运行过程中，软管的运动轨迹确定，因此设计合理不会对耐磨软管线造成影响。

6、传感设备

1)电传感器：包括电流传感器、电压传感器、功率传感器等，对电动机10的运行数据：电流、电压、功率变化信号进行采集。原油井电动机电气控制箱6内一般装设有电流互感器，特别是变频调速的控制柜有电流、功率等输出模拟端子，这些都可以直接利用，减少了设备的投资。

2)位置传感器(角位移传感器)：游梁式抽油机可安装在底座7位置抽油机下始点时曲柄8对应的位置上，或游梁支座处游梁上下运动始点的对应的位置上；皮带式抽油机可安装在中平台附近或抽油机平衡箱上始点或者下始点时平衡箱对应的位置上。

3)载荷传感器安装在悬绳器上，测量一个冲次过程中各点压力值。

4)液位传感器：安装在主储液箱1，感应液量的变化。一般可以采用投入式液位变送器(为一体式和分体式)，均可以选择干式陶瓷电容或扩散硅式传感器。干式陶瓷电容传感器作为测量单元时，传感器投入被测液体中，液位压力作用于传感器表面膜片，根据液体压力与液位成正比的原理，使膜片产生对应的弹性位移，由于在介电常数及两板间面积不变时，电容值的大小与两极间的距离成正比，就可以从衬底电极和膜片电极之间检测到变化的电容，检测到的电容量经过微调电路放大后，可输出一个精确的电压信号，最后输出的电压信号通过变送部分转换成与之对应的标准模拟量信号输出。

7、控制单元：推荐使用PLC可编程控制器，也可采用单片机等CPU微处理器

PLC等作为该装置核心控制器，要带有A/D模块单元和D/A模块单元，根据电传感器采集的信号、抽油机上下冲程(位置传感器感应)测定一个冲程中各个位置不同的电流值，来综合计算抽油机的平衡度，判定是否要进行抽油机平衡调整，根据不同的平衡度数值，控制电磁阀打开，同时动力泵运行，改变液体流动方向，来增加或减少液体配重重量(液位传感器感应量)，从而达到调整抽油机平衡目的。

针对抽油机需要监测的各种数据，采用电流、载荷、角位移传感器来进行各种信号的测量，PLC作为该装置核心控制器，进行各类信号的采集和数据运算。采集抽油机冲程周期内的有功功率、各相电压、电流的变化数据，计算抽油机的冲程周期，自动计算抽油机冲程周期内的上冲程电流最大值、下冲程电流最大值，根据电流法来计算抽油机的平衡率。自动计算抽油机冲程周期的上冲程有功功率之和、下冲程有功功率之和，然后根据上、下冲程有功功率之和的比值来进行计算抽油机的平衡率。如果抽油机配重平衡，其上下冲程内的所作负功应没有或者较少，所以增加冲程内负功的累计，通过冲程内负功所占做功的百分比，来判断配重是否合理。CPU作为数据运算和存储的核心模块，模拟量采集模块采集电流和载荷传感器输出的标准电压、电流信号，信号采集模块采集的输出值，最后采用自由口编程的方式，通过CPU上的串行通讯口将数据发送至无线数据传输终端，从而将数据通过无线网络传输至上位监控计算机。PLC的CPU模块支持自由协议编程，能够方便地与众多的无线数据传输终端进行连接。

如图5所示电参量测量传感器，液位传感器，位置传感器，变频器信号，按钮键盘控制信号通过A/D模块单元输入PLC，经过运算和程序控制，发出指令输出得以显示输出及报警，并通过D/A模块单元、执行继电器控制电磁阀和动力泵的开启和运转。该装置采用4个电磁阀进行导向作用，工作时相应的电磁阀成对接通，实现控制液体的流动方向的作用。

如图4所示，皮带式抽油机为例，其井下载荷的变化导致调平衡块的重量在300公斤左右内变化，我们用600升左右的配重液箱5，内装300升(大约300公斤的液体重量)来作为微调配重游码，与配重液箱5连接一个600升左右主储液箱1，内置液体300升，根据需要配重的重量要求，手动或自动往配重液箱中加入或抽取液体，来实现抽油机的最佳平衡要求的目的。

该装置可根据稠油热采井生产特点，在稠油热采井生产初期阶段开井时，主储液箱1中存较多液量，液位传感器、显示计都安装在主储液箱1中，便于观测且安装方便可靠。本装置在抽油机人工首次调整配重铁的阶段，基本不用测量电流、计算抽油机的平衡度，通过该装置就可以快速掌握抽油机的平衡度。当主储液箱1中大于四分之三液量即可，当主储液箱1中小于四分之三液量较多时，加大配重铁，反之减少配重铁。随着抽油期生产阶段变化，原油液量负荷逐渐上升，抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置在运行中自动给配重液箱5内灌入相应的配置液，使抽油机平稳运行。抽油期生产阶段后期当主储液箱1中液量用完时，该装置发出报警预告，提醒工人改变平衡铁的重量或者重新修正油井的生产运行阶段如注汽、井下作业等。

Claims (10)

1.一种抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，包括抽油机的底座(7)、电动机(10)、配重，其特征在于：在底座(7)上设有主储液箱(1)、电器控制箱(6)、执行单元(2)，配重设有配重液箱(5)，主储液箱(1)和配重液箱(5)内为配重液，执行单元(2)包括泵和电磁阀，电器控制箱(6)内设有PLC等CPU微处理器程序控制器以及电动机(10)运行电信息采集传感器，主储液箱(1)、执行单元(2)、配重液箱(5)之间通过管线连接。

2.根据权利要求1所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：主储液箱(1)设液位传感器、液量指示器、连接管、通气管呼吸器、液位计、检修入孔、密封箱盖，箱盖上设有检修入孔和通气管，通气管呼吸器管口朝下设置。

3.根据权利要求1所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：配重液箱(5)设有通气管呼吸器，液量指示器，主储液箱(1)和配重液箱(5)内为配重液，配重液为纯水，或含有防腐、防冻等添加剂的水混合液，或如机械油、变压器油、液压油、矿物油等等单质或混合液体物。

4.根据权利要求3所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：电磁阀为二位二通单稳态常闭型电磁阀，电磁阀为4个进行导向作用，工作时相应的电磁阀成对接通，实现控制液体的流动方向的作用，电磁阀设有止回装置，管线包括固定管线(3)和过度软管线(4)，连接主储液箱(1)、电磁阀、泵、配重液箱(5)，构成液体正反方向流动的通路，在运动的部件之间采用过度软管线(4)。

5.根据权利要求4所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：电磁阀和泵设有CPU微处理器程序控制系统来控制电磁阀和泵的开启运转，及时适量地增加或减少配重液箱中的液体的重量，CPU微处理器为单片机或PLC可编程控制器。

6.根据权利要求5所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：电气控制箱(6)内设有电传感器，电传感器包括电流传感器、电压传感器、功率传感器，对电动机的运行数据电流、电压、功率变化信号进行采集。

7.根据权利要求6所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：抽油机的悬绳器上设有载荷传感器，测量一个冲次过程中各点压力值。

8.根据权利要求7所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：主储液箱(1)上设有液位传感器，感应液量的变化。

9.根据权利要求8所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：PLC可编程控制器设有A/D模块单元和D/A模块单元，根据电传感器采集的信号、抽油机上下冲程(位置传感器感应)测定一个冲程中各个位置不同的电流值，来综合计算抽油机的平衡度，判定是否要进行抽油机平衡调整，根据不同的平衡度数值，控制电磁阀打开，同时泵运行，改变液体流动方向，来增加或减少液体配重重量(液位传感器感应量)，从而达到调整抽油机平衡目的。

10.根据权利要求9所述的抽油机的液体配重游码自动调整平衡装置，其特征在于：底座(7)抽油机下始点曲柄(8)对应的位置上设有位置传感器，或设在游梁(9)上下运动始点的对应的位置上；皮带式抽油机可安装在中平台附近或抽油机平衡箱上始点或者下始点的平衡箱对应的位置上。

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