CN116752953A - 一种油田抽油机示功图智能测量装置 - Google Patents

一种油田抽油机示功图智能测量装置 Download PDF

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Abstract

一种油田抽油机示功图智能测量装置，涉及抽油机示功设备技术领域。游梁上部安装有应变片，应变片在游梁前后方向位于中轴的竖直中心线位置，游梁上安装有集成控制盒和太阳能电池板，集成控制盒内集成有角度传感器、PLC和RTU。本发明的有益效果是：通过应变片感应游梁在抽油机整个冲程过程中的弯曲变形程度，对应抽油杆的悬点载荷，由角度传感器的变化对应抽油杆的位置变化，PLC综合游梁位置和载荷得出油田抽油机示功图，通过RTU传递无线信号给操作人员，通过太阳能电池板供电方，无需外接电源，将应变片安装在游梁受力变形最大的中轴部位，提高了测量的准确性，安装时无需改变抽油机本体结构，不影响抽油机正常生产和维护。

Description

一种油田抽油机示功图智能测量装置
技术领域
本发明涉及抽油机示功设备技术领域，尤其涉及一种油田抽油机示功图智能测量装置。
背景技术
游梁式抽油机示功图的准确测量是分析油田生产运行动态、制定和优化油田开发方案的关键技术。通过测量抽油机示功图，可以了解地层井筒油液供排关系，分析抽油机系统运行状况以及各类异常故障现象，有效提高油田采收率和管控水平；
目前本领域公知的测量方法主要有载荷位移传感器法和电参数反演法，载荷位移传感器法是利用载荷传感器安装在悬绳器上测量抽油机悬点实时载荷、用直线或角位移传感器测量光杆实时位移直接获得示功图，不足之处在修井时需要拆卸悬绳器，造成载荷传感器损坏或者需要重新标定；电参数反演法是通过研究电机、皮带、减速器的效率与扭矩传递之间的变化规律，建立基于电参数的示功图求解模型，得到示功图，但此类方法在悬点载荷后增加了曲柄机构、减速机构等多重因素影响，反演参数增加不确定性。
发明内容
为了解决目前游梁式抽油机示功图测量不准确的问题，本发明提供一种油田抽油机示功图智能测量装置。
本发明提供的技术方案是：一种油田抽油机示功图智能测量装置，包括抽油机的游梁，游梁通过中轴铰链连接支架，游梁上部安装有应变片，应变片和游梁之间设有定位板，定位板上加工有与应变片外形相同的凹槽，应变片粘贴在定位板的凹槽内，定位板焊接在游梁上，应变片在游梁前后方向位于中轴的竖直中心线位置，游梁上安装有集成控制盒和太阳能电池板，集成控制盒内集成有内集成有角度传感器、微电脑、测量和运算模块及电源管理系统和RTU，太阳能电池板有导线连接集成控制盒，集成控制盒有导线连接应变片。
定位板两侧焊接有支臂，支臂向下延伸到中轴两侧位置螺纹连接丝杠，丝杠里侧设有顶锥，顶锥顶在中轴两侧的中心孔内再焊接定位板。
游梁为中空的方管结构，在定位板两侧，游梁的方孔焊接两个隔板，游梁和两个隔板组成封闭空间，游梁在该封闭空间段上安装有吸气的单向阀，游梁在该封闭空间外侧敷设有保温层。
定位板前后连续焊接游梁，定位板两侧与游梁不焊接。
本发明的有益效果为：通过应变片感应游梁在抽油机整个冲程过程中的弯曲变形程度，对应抽油杆的悬点载荷，由角度传感器的变化对应抽油杆的位置变化，PLC综合抽油杆位置和悬点载荷得出油田抽油机示功图，通过RTU传递无线信号给操作人员，通过太阳能电池板供电，无需外接电源，将应变片安装在游梁受力变形最大的中轴部位，提高了测量的准确性，安装时无需改变抽油机本体结构，不影响抽油机正常生产和维护；通过设置定位板，将应变片提前在生产车间精确安装在定位板上，在现场安装时只需定位焊接即可，提高安装质量。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是附图1的A-A剖面图；
附图3是本发明中定位板的结构示意图。
图中1-游梁，2-支架，3-中轴，4-应变片，5-集成控制盒，6-太阳能电池板，7-定位板，8-隔板，9-单向阀，10-保温层，11-支臂，12-丝杠，13-顶锥，14-凹槽。
具体实施方式
如图1～3所示，一种油田抽油机示功图智能测量装置，包括抽油机的游梁1，游梁1通过中轴3铰链连接支架2，游梁1上部安装有应变片4，应变片4和游梁1之间设有定位板7，定位板7上加工有与应变片4外形相同的凹槽14，应变片4粘贴在定位板7的凹槽14内，定位板7焊接在游梁1上，应变片4在游梁1前后方向位于中轴3的竖直中心线位置，游梁1上安装有集成控制盒5和太阳能电池板6，集成控制盒5内集成有内集成有角度传感器、微电脑、测量和运算模块及电源管理系统和RTU，太阳能电池板6有导线连接集成控制盒5，集成控制盒5有导线连接应变片4，应变片4是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在游梁1上，游梁1受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由PLC测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值，通过应变片4感应游梁1在抽油机整个冲程过程中的弯曲变形程度，对应抽油杆的悬点载荷，由角度传感器的变化对应抽油杆的位置变化，PLC综合抽油杆位置和悬点载荷得出油田抽油机示功图，通过RTU传递无线信号给操作人员，通过太阳能电池板6供电，无需外接电源，将应变片4安装在游梁1受力变形最大的中轴3部位，提高了测量的准确性，安装时无需改变抽油机本体结构，不影响抽油机正常生产和维护；
通过设置定位板7，将应变片4提前在生产车间精确安装在定位板7上，在现场安装时只需焊接到游梁1上即可，提高安装质量。
定位板7两侧焊接有支臂11，支臂11向下延伸到中轴3两侧位置螺纹连接丝杠12，丝杠12里侧设有顶锥13，顶锥13顶在中轴3两侧的中心孔内再焊接定位板7，精确的将应变片4安装在中轴3的竖直中心线上，进一步提高测量精度。
游梁1为中空的方管结构，在定位板7两侧，游梁1的方孔焊接两个隔板8，游梁1和两个隔板8组成封闭空间，游梁1在该封闭空间段上安装有吸气的单向阀9，将该封闭空间抽成真空，降低热传递效率，游梁1在该封闭空间外侧敷设有保温层10，尽量降低游梁1在中轴3部位的温度变化，减小温度变化对应变片4测量的影响。
定位板7前后连续焊接游梁1，定位板7两侧如果焊接，对游,1的弯曲程度会造成影响，所以定位板7两侧与游梁1不焊接。

Claims (4)

1.一种油田抽油机示功图智能测量装置，包括抽油机的游梁(1)，其特征在于：游梁(1)通过中轴(3)铰链连接支架(2)，游梁(1)上部安装有应变片(4)，应变片(4)和游梁(1)之间设有定位板(7)，定位板(7)上加工有与应变片(4)外形相同的凹槽(14)，应变片(4)粘贴在定位板(7)的凹槽(14)内，定位板(7)焊接在游梁(1)上，应变片(4)在游梁(1)前后方向位于中轴(3)的竖直中心线位置，游梁(1)上安装有集成控制盒(5)和太阳能电池板(6)，集成控制盒(5)内集成有角度传感器、微电脑、测量和运算模块及电源管理系统和RTU，太阳能电池板(6)有导线连接集成控制盒(5)，集成控制盒(5)有导线连接应变片(4)。
2.根据权利要求1所述的一种油田抽油机示功图智能测量装置，其特征在于：定位板(7)两侧焊接有支臂(11)，支臂(11)向下延伸到中轴(3)两侧位置螺纹连接丝杠(12)，丝杠(12)里侧设有顶锥(13)，顶锥(13)顶在中轴(3)两侧的中心孔内再焊接定位板(7)。
3.根据权利要求1所述的一种油田抽油机示功图智能测量装置，其特征在于：游梁(1)为中空的方管结构，在定位板(7)两侧，游梁(1)的方孔焊接两个隔板(8)，游梁(1)和两个隔板(8)组成封闭空间，游梁(1)在该封闭空间段上安装有吸气的单向阀(9)，游梁(1)在该封闭空间外侧敷设有保温层(10)。
4.根据权利要求1所述的一种油田抽油机示功图智能测量装置，其特征在于：定位板(7)前后连续焊接游梁(1)，定位板(7)两侧与游梁(1)不焊接。
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