CN104278984A - 用于游梁式抽油机的微位移示功仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其包括测试仪主机，其中，所述微位移示功仪还包括用于设置在所述游梁式抽油机之游梁上表面的微位移载荷传感器与用于设置在所述游梁式抽油机之支架轴正上方的无线角位移传感器，所述微位移载荷传感器、所述无线角位移传感器与所述微位移示功仪均通过蓝牙无线通信连接。本发明能直接输出振弦的自振频率信号，具有测量精度高、抗干扰能力强、受电参数影响小、零点漂移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点，提高了测量准确性，降低了其使用与维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，尤其涉及一种用于游梁式抽油机的微位移示功仪。
背景技术
抽油机采油是目前石油开采过程中最重要的环节之一，其中应用最早、普及最广的是游梁式抽油机，在采油机械中占有举足轻重的地位。油井示功图的测量与分析，是诊断井下泵工作状况以及液量分析的主要手段。现有的示功图的测量方法有两类。第一类是直接测量法，通过在悬点夹持传感器测得载荷数据，采用拉线式传感器获得抽油杆位移数据，通过线缆将两路信号连接至测试仪主机完成示功图测量。载荷传感器接受连续大幅度交变载荷的作用，普遍存在着安装更换不便，零点易漂移，测试过程存在安全隐患等弊端；机械式拉线位移传感器，其拉线不能长时间使用，无法进行连续测量，维护成本较高，其内部的弹簧、电位器等部件很易松弛、磨损，抗震性也差，故障率也很高，受外形尺寸的限制，无法对冲程大于八米的油井进行位移测量。第二类是间接测量法，通过测量配套电动机的电参数，结合电流示功图进行换算法，间接计算得出示功图的数据，该方法受电机特性与传动机构等方面的影响很大，形成的示功图准确性较差，影响测量结果。
因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于游梁式抽油机的微位移示功仪，以提高测量准确性，降低其使用与维护成本。
本发明的技术方案如下：
用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其包括测试仪主机，其中，所述微位移示功仪还包括用于设置在所述游梁式抽油机之游梁上表面的微位移载荷传感器与用于设置在所述游梁式抽油机之支架轴正上方的无线角位移传感器，所述微位移载荷传感器、所述无线角位移传感器与所述微位移示功仪均通过蓝牙无线通信连接。
所述的微位移示功仪，其中，所述微位移载荷传感器包括第一支座、钢弦、用于表征钢弦受力的传感单元与第二支座，所述钢弦设置在所述第一支座与第二支座之间，所述传感单元与所述钢弦相连接。
所述的微位移示功仪，其中，所述传感单元包括电路主板，所述电路主板上设置有驱动传感器线圈，所述驱动传感器线圈与所述钢弦相连接。
所述的微位移示功仪，其中，所述钢弦上套置有弹性保护管，所述第一支座与所述第二支柱上均设置有紧固夹头。
所述的微位移示功仪，其中，所述无线角位移传感器上设置有固定磁铁吸盘，所述固定磁铁吸盘设置在所述游梁式抽油机之支架轴正上方的游梁上表面。
所述的微位移示功仪，其中，所述微位移载荷传感器设置在所述支架轴与所述游梁式抽油机的驴头之间的游梁上表面。
本发明提供的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，将抽油机的游梁视为一个中间支撑两边受力的矩形截面的双悬臂梁，载荷对抽油杆的作用力，通过驴头等效为作用在游梁的自由端上的一个横向力，并且材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系，抽油机的游梁在交变载荷的作用下会产生微量形变，通过安装在游梁上的微位移载荷传感器来检测出游梁所承受交变载荷的大小，使用无线角位移传感器完成对游梁的倾角测量，测试仪主机无线接收微位移载荷传感器与无线角位移传感器传递的信号，实现了示功图测量，本发明能直接输出振弦的自振频率信号，具有测量精度高、抗干扰能力强、受电参数影响小、零点漂移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点，提高了测量准确性，降低了其使用与维护成本。
附图说明
图1为本发明中带有微位移示功仪之游梁式抽油机的结构示意图；
图2为本发明中微位移载荷传感器的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了用于游梁式抽油机的微位移示功仪，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了用于游梁式抽油机的微位移示功仪，如图1所示的，其包括测试仪主机，所述测试仪主机可以采用计算机、微处理器等技术形式。所述微位移示功仪还包括用于设置在所述游梁式抽油机1之游梁2上表面的微位移载荷传感器3与用于设置在所述游梁式抽油机1之支架轴11正上方的无线角位移传感器4，所述微位移载荷传感器3、所述无线角位移传感器2与所述微位移示功仪均通过蓝牙无线通信连接。
所述测试仪主机采用超低功耗、低工作电压的超大规模集成芯片设计电路，使用功耗极低的液晶显示器作主机的显示，合理运用休眠技术，使主机的工作电流降至3毫安以下，休眠电流降至微安级；使用3节900毫安时的七号镍氢电池供电即可满足所述测试仪主机的长时间工作要求，极大地缩小了电池占用的的体积；采用触摸屏输入技术取代了原来的输入按键，使现场输入井号、发出各种命令更方便；而且由于触摸屏与液晶显示器占用空间重叠，有效的缩小了所述测试仪主机的体积，使之成为掌上机，十分便于携带；所述测试仪主机与各传感器间运用蓝芽技术无线连接，解决了连线给现场测试带来的诸多不便。
在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示的，所述微位移载荷传感器3包括第一支座5、钢弦6、用于表征钢弦受力的传感单元与第二支座7，所述钢弦6设置在所述第一支座5与第二支座6之间，所述传感单元与所述钢弦7相连接。并且所述传感单元包括电路主板8，所述电路主板8上设置有驱动传感器线圈9，所述驱动传感器线圈9与所述钢弦7相连接。
更进一步的，所述钢弦7上套置有弹性保护管10，所述第一支座5与所述第二支柱6上均设置有紧固夹头，方便了所述微位移载荷传感器3的安装。
所述微位移载荷传感器3以张紧的所述钢弦7作为敏感元件，所述钢弦7自振频率与张紧力的大小有关，所述钢弦7振动频率的变化量，即可表征受力的大小。当被测所述游梁式抽油机1的游梁2发生应力变化时，所述钢弦7受到拉伸或压缩，此变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变所述钢弦7的振动频率。振动频率的平方正比于所述驱动传感器线圈9的应变。其固有振动频率的变化量即可表征所述钢弦7所受拉力的大小,通过相应的测量电路,就可得到与拉力成一定关系的电信号。所述驱动传感器线圈9测量其振动频率，频率信号经所述电路主板8采集并无线发送至所述测试仪主机，该频率信号可同步反应所述微位移载荷传感器3所在点的温度值。所述微位移载荷传感器3是一种非电量电测的传感器，直接输出振弦的自振频率信号，具有测量精度高、抗干扰能力强、受电参数影响小、零点漂移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点，与目前普遍应用的电阻应变测量原理载荷传感器相比，有着突出的优越性。可用于游梁式、皮带式、链条式以及具有垂直承重塔架的抽油机载荷数据的测取。
在本发明的另一较佳实施例中，所述无线角位移传感器4上设置有固定磁铁吸盘，所述固定磁铁吸盘设置在所述游梁式抽油机1之支架轴11正上方的游梁2上表面。而所述微位移载荷传感器3设置在所述支架轴11与所述游梁式抽油机1的驴头12之间的游梁2上表面，只要游梁2产生位移，微位移示功仪即可测得游梁式抽油机之微位移示功图。
所述无线角位移传感器4对游梁2的倾角进行测量，量程范围在-45—+45度之间，采用磁铁吸附的安装方式，通过自带所述固定磁铁吸盘固定在支架轴11正上方的游梁2上表面，信号通过蓝牙无线传送至所述测试仪主机，彻底摒弃了有线信号传送的传统模式，具有可靠性高、抗干扰能力强、无需拆卸悬绳器安装、综合成本降低、测试安全、效率高等优点。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其包括测试仪主机，其特征在于，所述微位移示功仪还包括用于设置在所述游梁式抽油机之游梁上表面的微位移载荷传感器与用于设置在所述游梁式抽油机之支架轴正上方的无线角位移传感器，所述微位移载荷传感器、所述无线角位移传感器与所述微位移示功仪均通过蓝牙无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其特征在于，所述微位移载荷传感器包括第一支座、钢弦、用于表征钢弦受力的传感单元与第二支座，所述钢弦设置在所述第一支座与第二支座之间，所述传感单元与所述钢弦相连接。
3.根据权利要求2所述的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其特征在于，所述传感单元包括电路主板，所述电路主板上设置有驱动传感器线圈，所述驱动传感器线圈与所述钢弦相连接。
4.根据权利要求2所述的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其特征在于，所述钢弦上套置有弹性保护管，所述第一支座与所述第二支柱上均设置有紧固夹头。
5.根据权利要求1所述的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其特征在于，所述无线角位移传感器上设置有固定磁铁吸盘，所述固定磁铁吸盘设置在所述游梁式抽油机之支架轴正上方的游梁上表面。
6.根据权利要求1所述的用于游梁式抽油机的微位移示功仪，其特征在于，所述微位移载荷传感器设置在所述支架轴与所述游梁式抽油机的驴头之间的游梁上表面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Qin Yancai Inventor after: Liu Xiangjun Inventor after: Wang Guangqing Inventor after: Liu Peng Inventor after: Dan Jianmin Inventor after: Zhuang Dong Inventor after: Yang Bin Inventor before: Qin Yancai Inventor before: Liu Xiangjun Inventor before: Liu Peng Inventor before: Dan Jianmin Inventor before: Zhuang Dong Inventor before: Yang Bin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170208 Termination date: 20191017 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |