CN105909215A - 游梁式抽油机调平衡的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种游梁式抽油机调平衡的方法及装置，涉及游梁式抽油机技术领域。方法包括：获取游梁式抽油机的各调平衡参数，包括：各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次；通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；进而确定一调平衡系数；进而确定调平衡距离；根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。本发明能够实现通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡，使得游梁式抽油机的调平衡效果更佳。

Description

游梁式抽油机调平衡的方法及装置
技术领域
本发明涉及游梁式抽油机技术领域，尤其涉及一种游梁式抽油机调平衡的方法及装置。
背景技术
目前，游梁式抽油机由于性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点，已经成为油田主要使用的抽油机类型之一。
在应用游梁式抽油机时，需要对游梁式抽油机进行平衡测量并调平衡，而当前较为普遍的方法为电流法。具体方式为：使用交流电流表检测游梁式抽油机驴头上下行时电动机电流的最大值，调平衡操作时依据的标准是使游梁式抽油机驴头上下行时电动机电流的最大值接近。通过检测游梁式抽油机电动机有功功率曲线时发现大量用电流法已经调好平衡的游梁式抽油机的有功功率十分不平衡。而改善平衡以提高游梁式抽油机机械寿命，并达到节电目的调平衡措施的最终都应该与有功功率的平衡度直接有关。因此，如何通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种游梁式抽油机调平衡的方法及装置，以实现通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡，使得游梁式抽油机的调平衡效果更佳。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种游梁式抽油机调平衡的方法，包括：
获取游梁式抽油机的各调平衡参数；所述调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次；
通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；
根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；
根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离；
根据所述曲柄平衡块的初始位置和所述调平衡距离确定一目标位置，并将所述曲柄平衡块调整到所述目标位置。
此外，根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离，包括：
根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
另外，通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率，包括：
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
另外，根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数，包括：
根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
具体的，通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率，包括：
通过UART接口或者USB接口从所述有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
一种游梁式抽油机调平衡的装置，包括：
调平衡参数获取单元，用于获取游梁式抽油机的各调平衡参数；所述调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次；
上下冲程平均功率获取单元，用于通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；
调平衡系数确定单元，用于根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；
调平衡距离确定单元，用于根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离；
调平衡单元，用于根据所述曲柄平衡块的初始位置和所述调平衡距离确定一目标位置，并将所述曲柄平衡块调整到所述目标位置。
此外，所述调平衡距离确定单元，具体用于：
根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
另外，所述上下冲程平均功率获取单元，具体用于：
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
此外，所述调平衡系数确定单元，具体用于：
根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
此外，所述上下冲程平均功率获取单元，具体用于：
通过UART接口或者USB接口从所述有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的方法及装置，能够通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；进而根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；进而根据各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及调平衡系数确定调平衡距离；从而根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。本发明实施例可以避免采用电流法所带来的游梁式抽油机调平衡效果不佳的问题。通过确定调平衡系数，使得通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡，游梁式抽油机的调平衡效果更佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的方法的流程图；
图2为本发明实施例中的一个调平衡实例示意图；
图3为本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种游梁式抽油机调平衡的方法，包括：
步骤101、获取游梁式抽油机的各调平衡参数。
其中，调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次。
步骤102、通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
步骤103、根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数。
步骤104、根据各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及调平衡系数确定调平衡距离。
步骤105、根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。
值得说明的是，上述的步骤104具体可以根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率，一般为0.8至1.0；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
一般情况下，通过功率法来进行调平衡所采用的公式为；
然而，在多次通过该公式进行调平衡时，其所得到的结果处于欠平衡状态，还需要进行第二次调平衡，这是由于游梁式抽油机的机械传动效率值不准确所导致的。例如图2所示，若要将曲柄平衡块从初始位置r0调整到目标位置r2，若通过进行调整，则可能仅调整到r1，无法调整到r2。因此，在本发明中，需要一个调平衡系数Ki来矫正上述公式的偏差。
另外，上述步骤102具体可以通过UART接口或者USB接口从有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率，例如：
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
另外，本发明还可以通过移动互联网将功率数据上传到网络中，以进行云存储、云处理等。
另外，上述步骤103可以根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
以下是确定公式的具体过程，如图2所示，需要将曲柄平衡块从初始位置r0调整到目标位置r2，调平衡距离为Δr。
①.在第1次调平衡时，有其中，为未调平衡时的上冲程平均功率；为未调平衡时的下冲程平均功率。
②.在第2次调平衡时，有
③.为了仅通过一次调平衡，就可以实现从初始位置r0调整到目标位置r2，则应该有
④.此外，通过图2可知，有Δr＝Δr1+Δr2。
这样，通过上述①、②、③、④各步骤的公式进行联立，可以得到：
之后，可以确认每个Ki均与上一个调平衡系数Ki-1相关，即：
本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的方法，能够通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；进而根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；进而根据各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及调平衡系数确定调平衡距离；从而根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。本发明实施例可以避免采用电流法所带来的游梁式抽油机调平衡效果不佳的问题。通过确定调平衡系数，使得通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡，游梁式抽油机的调平衡效果更佳。
对应于上述图1所述的方法实施例，如图3所示，本发明实施例提供一种游梁式抽油机调平衡的装置，包括：
调平衡参数获取单元21，可以获取游梁式抽油机的各调平衡参数；调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次。
上下冲程平均功率获取单元22，可以通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
调平衡系数确定单元23，可以根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数。
调平衡距离确定单元24，可以根据各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及调平衡系数确定调平衡距离。
调平衡单元25，可以根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。
此外，该调平衡距离确定单元24，具体可以：
根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
另外，该上下冲程平均功率获取单元22，具体可以：
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
此外，该调平衡系数确定单元23，具体可以根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
此外，该上下冲程平均功率获取单元22，具体可以：
通过UART接口或者USB接口从有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
值得说明的是，本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的装置的具体实现方式可以参见上述的方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种游梁式抽油机调平衡的装置，能够通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；进而根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；进而根据各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及调平衡系数确定调平衡距离；从而根据曲柄平衡块的初始位置和调平衡距离确定一目标位置，并将曲柄平衡块调整到目标位置。本发明实施例可以避免采用电流法所带来的游梁式抽油机调平衡效果不佳的问题。通过确定调平衡系数，使得通过有功功率来进行游梁式抽油机调平衡，游梁式抽油机的调平衡效果更佳。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种游梁式抽油机调平衡的方法，其特征在于，包括：
获取游梁式抽油机的各调平衡参数；所述调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次；
通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；
根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；
根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离；
根据所述曲柄平衡块的初始位置和所述调平衡距离确定一目标位置，并将所述曲柄平衡块调整到所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机调平衡的方法，其特征在于，根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离，包括：
根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
3.根据权利要求2所述的游梁式抽油机调平衡的方法，其特征在于，通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率，包括：
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
4.根据权利要求3所述的游梁式抽油机调平衡的方法，其特征在于，根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数，包括：
根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
5.根据权利要求1至4任一项所述的游梁式抽油机调平衡的方法，其特征在于，通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率，包括：
通过UART接口或者USB接口从所述有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
6.一种游梁式抽油机调平衡的装置，其特征在于，包括：
调平衡参数获取单元，用于获取游梁式抽油机的各调平衡参数；所述调平衡参数包括各曲柄平衡块的重量、曲柄平衡块的数量、曲柄平衡块的初始位置、游梁式抽油机的地面效率以及游梁式抽油机的光杆冲次；
上下冲程平均功率获取单元，用于通过与游梁式抽油机连接的有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率；
调平衡系数确定单元，用于根据游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率确定一调平衡系数；
调平衡距离确定单元，用于根据所述各调平衡参数、上冲程平均功率、下冲程平均功率以及所述调平衡系数确定调平衡距离；
调平衡单元，用于根据所述曲柄平衡块的初始位置和所述调平衡距离确定一目标位置，并将所述曲柄平衡块调整到所述目标位置。
7.根据权利要求6所述的游梁式抽油机调平衡的装置，其特征在于，所述调平衡距离确定单元，具体用于：
根据公式：
确定第i+1次调平衡时的调平衡距离Δri+1；其中，Ki为第i次调平衡后确定的调平衡系数，K0＝1；为第i次调平衡后的上冲程平均功率；为第i次调平衡后的下冲程平均功率；ηd为游梁式抽油机的地面效率；n为曲柄平衡块的数量；Gq为各曲柄平衡块的重量；NS为游梁式抽油机的光杆冲次。
8.根据权利要求7所述的游梁式抽油机调平衡的装置，其特征在于，所述上下冲程平均功率获取单元，具体用于：
在第i次调平衡后，获取游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
在第i-1次调平衡后，获取游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率
9.根据权利要求8所述的游梁式抽油机调平衡的装置，其特征在于，所述调平衡系数确定单元，具体用于：
根据公式：
确定所述调平衡系数Ki；其中，为游梁式抽油机第i-1次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；为游梁式抽油机第i次的上冲程平均功率和下冲程平均功率的差；Ki-1为第i次调平衡时所应用的调平衡系数。
10.根据权利要求6至9任一项所述的游梁式抽油机调平衡的装置，其特征在于，所述上下冲程平均功率获取单元，具体用于：
通过UART接口或者USB接口从所述有功功率测试仪获取游梁式抽油机上冲程平均功率和下冲程平均功率。
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