CN102562007A - 石油抽油机平衡块位置的自动调整装置 - Google Patents

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梁义
陈继刚
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Abstract

本发明公开一种石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，所述装置的操作指令输入模块(12)接入位置控制模块(11)，编码器(1)的输出信号接入位置控制模块(11)，位置控制模块(11)接入伺服驱动模块(10)，伺服驱动模块(10)接入电机(9)，电机(9)的输出轴与蜗轮蜗杆减速装置(2)的蜗杆(13)输入端联接，编码器(1)与电机(10)同轴安装在蜗杆(13)的非输入端，丝杠(3)的端部通过法兰(4)与平衡块(7)固联。本发明通过操作指令输入操作指令输入模块(12)来实现平衡块(7)在曲柄(6)上位置的调整。该发明不需要在停机状态下操作，调整精度高，并且节省人力和时间。

Description

石油抽油机平衡块位置的自动调整装置
技术领域
本发明涉及一种石油抽油机平衡块位置调整装置，特别是涉及一种应用曲柄平衡块结构的石油抽油机平衡块位置的自动调整装置。
背景技术
目前，油田采油的地面装置主要是石油抽油机，应用曲柄平衡结构的抽油机占80％左右，因地层石油的油压与油量变化，为了节能与提高出油率，需根据工况变化调整曲柄平衡，使驱动电机上行电流与下行电流平衡率维持在80％-120％之间，因此调整平衡块是采油管理中经常性的工作。现场操作至少由三个人手工完成，当测量的石油抽油机电机的上行电流和下行电流的平衡率偏离较大时，停机调整，先将曲柄调整到在水平位置，松开平衡块两端的固定螺栓处的螺母，并取下侧面锁块，在曲柄两侧晃动平衡块，并从曲柄的一端用撬杠移动平衡块，根据经验确定平衡块的调整位置，调整结束后锁紧锁块与螺母，最后再启动抽油机。这样的调整过程需要1-2小时，停机调整时，抽油管道中的油压和油量发生了变化，调整结束后再启动抽油机工作时，大约需要12-24小时才能恢复稳定工况，由于按照经验确定的调整距离，并且调整效果实时未知，待稳定工况后才可测量，如果仍有偏差，需再次重复上述调整过程。此方法工人劳动强度大，耗时长，需要在停机的状态下操作，影响油井产量和采油效率，并且调整过程中有很大的经验因素，很难保证调整的精度与效果。因此，采用在不停机实时自动精确调整的调整装置具有较强的应用需求。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，该发明在不停机的条件下自动调整抽油机平衡块的位置，节省人力和时间，而且调整精度高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，包括操作指令输入模块、位置控制模块、伺服驱动模块、编码器、电机和法兰。所述操作指令输入模块接入位置控制模块，编码器的输出信号接入位置控制模块，位置控制模块接入伺服驱动模块，伺服驱动模块接入电机，电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速装置的蜗杆输入端联接，编码器与电机同轴安装在蜗杆的非输入端，丝杠的端部通过法兰与平衡块固联。
所述蜗轮蜗杆减速装置由连接板固定在曲柄的一端，曲柄和平衡块之间采用滑动连接方式。
本发明的有益效果是：使用该装置进行调节缩短了调整时间，提高了调整精度。由于调整过程不停机，提高了抽油效率和电机单位功耗出油量，有节能增效的作用。
附图说明
图1是石油抽油机平衡块位置的自动调整装置的结构示意图；
图2是蜗轮蜗杆减速装置的结构示意图；
图3是曲柄和平衡块的A-A剖视图；
图4是曲柄和平衡块的B-B剖视图。
在上述附图中，1.编码器，2.蜗轮蜗杆减速装置，3.丝杠，4.法兰，6.曲柄，7.平衡块，8.连接板，9.电机，10.伺服驱动模块，11.位置控制模块，12.操作指令输入模块，13.蜗杆，14.挡片，15.平头螺钉。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步具体的说明。
实施例
图1是本发明公开的石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，所述装置包括操作指令输入模块12、位置控制模块11、伺服驱动模块10、编码器1、电机9和法兰4。操作指令输入模块12接入位置控制模块11，编码器1的输出信号接入接入位置控制模块11，位置控制模块11接入伺服驱动模块10，伺服驱动模块10接入电机9，电机9的输出轴与蜗轮蜗杆减速装置2的蜗杆13输入端联接，编码器1与电机10同轴安装在蜗杆13的非输入端，丝杠3的端部通过法兰4与平衡块7固联。所述蜗轮蜗杆减速装置2由连接板8固定在曲柄6的一端，曲柄6和平衡块7之间采用滑动连接方式。
曲柄6的上、下端面开有“T”形槽，平衡块7的端部加工凸台，曲柄6的“T”形槽与平衡块7的凸台相配合，并用平头螺钉15将挡片14固定在平衡块7的凸台上，使曲柄6与平衡块7之间只能轴向滑动。
本发明的工作原理是：抽油机抽油杆上行过程中电机电流的平均值称为上行平均电流，下行过程中电机电流的平均值称为下行平均电流，上行平均电流与下行平均电流的比值称为平衡率，平衡率接近100％时电机运行平稳，抽油机节能。根据上行电流与下行电流的平衡率所计算的平衡块7所需移动量与移动方向，通过操作输入模块12将移动指令输入位置控制模块11后，再经过伺服驱动模块10控制电机9转动，电机9按目标位移做出正转或反转等动作，然后，通过电机9驱动蜗轮蜗杆减速装置2，通过蜗轮与丝杆组成的丝杠螺母机构带动丝杠3实现推拉动作。丝杠3再通过端部的连接法兰4连接到平衡块7上，从而实现平衡块7在曲柄滑槽方向的前后移动。同时，编码器1实时将平衡块7在曲柄6上的位置信息转换为电信号并传输给位置控制模块11，位置控制模块11将检测结果反馈给伺服驱动模块10，伺服驱动模块10根据得到的平衡块7位置信息实时向电机9发出调节指令，电机9接到调节指令后做出继续或停止动作，从而实现平衡块7在曲柄6上的精确定位。
该调整过程的是一个位置伺服控制过程，编码器1实时产生正向或负向脉冲信号，脉冲信号进入位置控制模块11获得电机转动量与转动方向，由电机转动量与转动方向和平衡块7在曲柄6上的移动量与移动方向的对应关系，获得平衡块的实时移动量与移动方向，在位置控制模块中进行目标移动量与实时移动量的比较，比较的差值作为每个位置控制周期的输入，经过多个位置伺服控制的循环，目标移动量与实时移动量相等时，完成平衡块7调整的位置伺服控制过程。丝杠螺母机构具有自锁功能，能保持平衡块7在曲柄6上的位置固定不动，同时丝杠螺母机构上装有限位开关，用以控制极限位移，对丝杠3起保护作用。

Claims (3)

1.一种石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，包括操作指令输入模块(12)、位置控制模块(11)、伺服驱动模块(10)、编码器(1)、电机(9)和法兰(4)，其特征是：操作指令输入模块(12)接入位置控制模块(11)，编码器(1)的输出信号接入位置控制模块(11)，位置控制模块(11)接入伺服驱动模块(10)，伺服驱动模块(10)接入电机(9)，电机(9)的输出轴与蜗轮蜗杆减速装置(2)的蜗杆(13)输入端联接，编码器(1)与电机(10)同轴安装在蜗杆(13)的非输入端，丝杠(3)的端部通过法兰(4)与平衡块(7)固联。
2.根据权利要求1所述的石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，其特征是：蜗轮蜗杆减速装置(2)由连接板(8)固定在曲柄(6)的一端，曲柄(6)和平衡块(7)之间采用滑动连接方式。
3.根据权利要求1所述的石油抽油机平衡块位置的自动调整装置，其特征是：曲柄(6)的上、下端面开有“T”形槽，平衡块(7)的端部加工凸台，曲柄(6)的“T”形槽与平衡块(7)的凸台相配合，并用平头螺钉(15)将挡片(14)固定在平衡块(7)的凸台上，使曲柄(6)与平衡块(7)只能轴向滑动。
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