CN102338831A

CN102338831A - 石油抽油机电工仪

Info

Publication number: CN102338831A
Application number: CN2010102272943A
Authority: CN
Inventors: 蔡军; 周彦; 梁义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明涉及一种石油抽油机的测量装置。本发明公开了一种石油抽油机电工仪，包括CPU、电流感应线圈、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键、电源，所述CPU分别与电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键连接，电流感应线圈与电流滤波单元连接，电源分别与CPU、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏连接。本发明确保石油抽油机正常运转、及时发现故障、降低成本、减少浪费、能迅速准确判断故障情况并及时预防故障。

Description

石油抽油机电工仪

技术领域

本发明涉及一种石油抽油机的测量装置，具体涉及一种石油抽油机电工仪。

背景技术

众所周知，现今石油在人类生活中的份量，可以说人类生活中的诸多细节都离不开石油，小到衣物、化肥，大到汽车、设备等。人类生活对石油的依赖导致了石油价格的飞速攀升，也令各国对石油勘探、开采等领域愈加重视。

在石油开采过程中，石油抽油机是关键设备，对石油的采集数量、采集质量及采集效率起着决定性作用，石油抽油机的运转是否正常直接导致油井出油的效率，所以保持石油抽油机正常运转是重中之重。

传统的保持石油抽油机正常运转的方法主要是通过定期的停机维护、检修、更换易损件等方式进行，且主要判断故障的方法为人工观察法和简易测量法。通过上述方法所进行的维护不仅无法全面、准确的判断故障，并且一定程度上造成了易损配件的浪费，无法控制维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种确保石油抽油机正常运转、及时发现故障、降低成本、减少浪费、能迅速准确判断故障情况并及时预防故障的石油抽油机电工仪。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明的一种石油抽油机电工仪，包括CPU、电流感应线圈、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键、电源，所述CPU分别与电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键连接，电流感应线圈与电流滤波单元连接，电源分别与CPU、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏连接。

其中，所述CPU采用单片机。

其中，所述电流感应线圈由硅钢片上缠绕漆包线组成的线圈。

由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：

本发明通过对石油抽油机电机的测量，随时检测抽油机瞬时电流、上行电流、上行平均电流、下行电流、下行平均电流、平衡率、皮带紧度、冲次等数据，绘出电流-时间图，从而能迅速准确判断故障情况并及时预防故障，及时发现故障，确保石油抽油机正常运转，降低成本，减少浪费。

附图说明

图1为石油抽油机的示意图；

图2为本发明工作原理的结构示意图；

图3为本发明工作流程图。

图中：1、抽油杆；2、前臂；3、游梁；4、支点；5、曲柄；6、配重滑块；7、电机；8、CPU；9、电流感应线圈；10、电流滤波单元；11、时钟模块；12、基准源；13、液晶显示屏；14、用户输入按键；15、flash存储器。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见附图1、图2、图3，本发明是一种石油抽油机电工仪，由CPU8、电流感应线圈9、电流滤波单元10、时钟模块11、基准源12、液晶显示屏13、用户输入按键14、flash存储器15、电源组成，其中，所述CPU采用单片机，该单片机分别与电流滤波单元10、基准源12、flash存储器15、时钟模块11、液晶显示屏13、用户输入按键14连接，电流感应线圈9与电流滤波单元10连接，电源分别与CPU8、电流滤波单元10、基准源12、flash存储器15、时钟模块11、液晶显示屏13连接。

CPU8：中央处理器，型号为atmega32单片机，用于整个过程中的信息处理。

液晶显示屏13：点阵为128*64，可显示汉字和英文字母。

电流感应线圈9：采用硅钢片，漆包线缠绕的线圈，可根据中间通过电流的大小输出感应电动势，此电压可以被单片机内部的AD转换电路转化并送到单片机内部处理。

电流滤波单元10：采用电阻电容式滤波网络，保留有用信号的基础上滤除掉出现在感应线圈上的杂波，属于“采集信号滤波”

基准源12：为了使测量结果更加精确，采用tl431作为电压基准。

flash存储器：采用大容量flash存储器，里面存储了全中文的字库和用户设置信息。

时钟模块11：经过对时后，内部自动产生当前的时间，CPU可随时读取

电源：用于向以上各个部件供电。

用户输入按键14：是用户用于设置参数的部件。

下面对本发明的应用进行说明：

以游梁式抽油机为例：游梁式抽油机是指抽油机游梁3的力矩长度是固定的，所说的平衡原理为：以中心支点分为上臂和下臂，上臂重量分配为：上臂+抽油杆上升抽油克服真空的力＝下臂+游梁配重滑块6的重量，当油井油的产量和油层变化后，使真空度降低后，使平衡发生了变化，为了调整油井真空度的变化，就需要调整后臂的配重重量，使之达到新的平衡点。

配重滑块6存在一个平衡位置，在平衡位置上，上升过程和下降过程中电机7的功耗是一样的，配重滑块6如果不平衡，会造成电机7时而超负荷工作，时而做负功，最终结果就是把即损失了电能又极大的损害电机7等抽油设备，因此，将配重滑块6移到中央的位置显得很重要。

另外，抽油机运行一段时间后，皮带的打滑会影响抽油机的工作效率，及时的检测皮带的紧度因此很重要。

需要测量的参数：

上行电流，指的是抽油机在上升过程中的平均电流。

上行最大电流：指的是抽油机在上升过程中的最大电流，抽油机电流在理论上遵循正弦变化，采集整个上升过程中的最大电流即为上行最大电流。

上行最小电流：采集整个上升过程中的最小电流值即为上行最小电流。

下行电流与上行电流类似。

冲次：一分钟重复抽油动作的次数。

周期：抽油机工作一次所消耗的时间。

皮带紧度：指当前皮带的松紧度，与电流的波动大小有一定的比例关系。

本发明适用于游梁式抽油机、曲柄式抽油机、双驴头式抽油机、异相式抽油机、斜井抽油机等类型。

本发明工作原理：

单片机使用内部AD转换电路采集电流峰值，得到当前的电流值，根据人为按键的时间长短采集当前的冲次和周期，根据原本应该是平滑的电流曲线上出现的毛刺的大小来确定皮带的紧度，实践证明，皮带越松，出现在电流中的毛刺就越大。

参见图3，本发明工作流程：上电开始，识别当前电池量是否满足应用要求，若满足，初始化系统时间，中段，通过单片机内部AD转换电路采集电流，液晶显示，识别用户输入按键14是否按下，若按下，记录电流最大值和最小值，根据电流的最大值得出功率值之差，根据上升过程和下降过程中的最大功率之差得出需要调节的配重滑块6的距离，根据上升和下降中的电流波动的大小来衡量皮带的紧度，电流毛刺的大小即反映的当前的电机7运行情况，也即电机7皮带的紧度，将测量完的各项参数显示在液晶显示屏13上。

本发明检测方法为：将电流感应线圈9套在电机A、B、C三相中任意一根火线上，当后臂的配重游梁3从最底部和点旋转到上部(最高点)时，电机7最大电流与下臂游梁配重滑块6从最高点到最低点时所测得电流之差为平衡所需要的差值，

通过以下公式计算：

ΔLV＝GVΔV

W＝2πf＝2π/T

其中：W：角速度ΔV：配重滑块6速度改变重量V：配重滑块速度G：重力f：频率T：周期L：游梁滑臂中心轴中心至滑块中心点，其中在测试前要先将配重滑块6重量设置到仪器中。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种石油抽油机电工仪，其特征在于：包括CPU、电流感应线圈、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键、电源，所述CPU分别与电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏、用户输入按键连接，电流感应线圈与电流滤波单元连接，电源分别与CPU、电流滤波单元、基准源、flash存储器、时钟模块、液晶显示屏连接。

2.如权利要求1所述的一种石油抽油机电工仪，其特征在于：所述CPU采用单片机。

3.如权利要求1所述的一种石油抽油机电工仪，其特征在于：所述电流感应线圈由硅钢片上缠绕漆包线组成的线圈。