CN208140031U - 一种滚轮式抽油机位移采集装置 - Google Patents
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Abstract
一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，包括壳体单元、可调支架单元和位移计量单元，底部壳体单元为将本装置固定安装在抽油机上提供基体，可调支架单元与底部壳体单元固定在一起，通过回位簧和调节螺杆的设计使得计量轮支架与底部壳体间的连接可做申缩调节，以便计量轮能更方便接触到待测量的参照物。位移计量单元通过计量轮的滚动带动光电编码器利用光电转换的原理将传动轴上的机械几何位移量转换成脉冲数字量，以备需要该数据的人员或设备编辑和处理。本实用新型实现方式简单，且具有适应性强，安装方便，检测精度高，可靠性高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测装置领域，尤其涉及一种滚轮式抽油机位移采集装置。
背景技术
目前，油田地面采油主要采用有杆式机械采油方式，有杆泵抽油机井地面示功图及电功图的测取是抽油机井日常生产管理的一个重要组成部分，是分析、诊断抽油井工况的一项关键指标，同时也是利用示功图进行产液量计量的数据来源。示功图是由抽油机井一个汲排油周期内的多组位移和载荷点组成的，电功图是由抽油机井一个汲排油周期内的多组位移和电功率点组成的。因此，油井位移数据的采集是示功图和电功图采集的关键，也是难点。现有的位移采集装置大多采用拉线位移传感器、加速度传感器或者图像检测等技术方式进行位移数据的采集。但是这几种测量手段都有不同缺陷，拉线位移不适于长期固定在抽油机上工作；加速度传感器获取的位移精度较低，且不适于冲次较低的抽油机井；安装在抽油机井光杆上随光杆运动的摄像头读取的外界的图像变化较大，难以准确识别，数值误差较大。这些技术缺陷在实际应用中会导致测量结果不准确，影响人们对抽油机工作状态及性能的判断，严重者会影响设备的正常工作状态，导致设备损坏等。
发明内容
本实用新型目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种滚轮式抽油机位移采集装置，以解决在抽油机工作时实时、准确的采集油井位移数据的问题，从而克服现有技术的不足。
本实用新型采用的技术方案为：一种滚轮式抽油机位移采集装置，包括固定底座、凹槽、磁铁、壳体、紧固螺母、调节螺杆、回位簧、计量轮支架、计量轮、传动轴、编码器支架、编码器、编码器护壳，其中固定底座、凹槽、磁铁、壳体和紧固螺母组成的壳体单元为将本装置固定安装在抽油机上提供基体，调节螺杆、回位簧和计量轮支架组成的可调支架单元与壳体单元固定在一起，通过回位簧和调节螺杆的设计使得计量轮支架与壳体间的连接可做申缩调节，以便计量轮能在不同机型的抽油机上更方便接触到待测量的参照物。计量轮、传动轴、编码器支架、编码器和编码器护壳组成的位移计量单元通过计量轮的滚动带动光电编码器利用光电转换的原理将传动轴上的机械几何位移转换成脉冲信号，并将数据传送至相关需要该数据的人员或设备处。其采集及计算位移步骤如下：
1）找到合适的安装位置，将本实用新型装置安装到抽油井上，安装位置应满足以下条件：
a、在一个汲排油周期内可正确反映抽油机光杆的全部位移活动；
b、安装位置位于活动部分或者在活动部分相邻的静止装置上，本实用新型装置安装好后在可调支架单元的调节范围内计量轮外缘可接触到抽油机光杆，或是与活动部分在光杆位移活动量程内平行的静止装置等要求。
2）利用调节螺杆调节计量轮支架位置，使得计量轮外缘切实接触到抽油机光杆，或是在光杆位移活动量程内与活动部分平行的静止装置。
3）在抽油机工作状态下，光杆进行位移活动时计量轮通过接触也在同步滚动，同时通过传动轴带动光电编码器转动相应圈数，这样就实现了机械运动量值向电脉冲信号的转换。
4）光电编码器连接有四芯线，其中两根为电源线，另两根为脉冲信号线A、B，当光电编码器传动轴每转动一圈A、B两根线都产生脉冲输出，两相脉冲相差90度相位角，由此可测出光电编码器转动方向，如果A相脉冲比B相脉冲超前则为正转，否则为反转。
5）光电编码器的转动方向是位移检测的起止信号，在光电编码器的转动方向两次换向的时间周期内编码器的转动圈数就反映了本周期光杆上行或下行的位移距离。
所述的抽油机活动部位至少包含但不限于悬绳器、平衡块、配重箱、皮带。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型实现方式简单，且具有适应性强，安装方便，检测精度高，可靠性高的特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标号说明如下：
1、固定底座 2、凹槽 3、回位簧 4、磁铁 5、紧固螺母 6、调节螺杆 7、计量轮支架 8、计量轮 9、传动轴 10、编码器支架 11、光电编码器 12、编码器护壳 13、壳体
图2为本实用新型位移计量单元采集到的时间-位移曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
图1中，一种滚轮式抽油机位移采集装置，包括包括固定底座（1）、凹槽（2）、回位簧（3）、磁铁（4）、紧固螺母（5）、调节螺杆（6）、计量轮支架（7）、计量轮（8）、传动轴（9）、编码器支架（10）、编码器（11）、编码器护壳（12）、壳体（13），所述的壳体（13）一端有凸槽，在凸槽底部设有凹槽（2），另一端无凸槽；所述的固定底座（1）可从所述的壳体（13）无凸槽的一端穿入且从壳体（13）的另一端无法穿出；所述的磁铁（4）嵌入到所述的壳体凹槽（2）中；所述的调节螺杆（6）内部为空腔，外部通过螺纹与所述的壳体（13）连接；所述的紧固螺母（5）与壳体（13）机械连接，且内侧开有螺纹，通过螺纹与所述的调节螺杆（6）连接；所述的回位簧（3）位于所述的调节螺杆（6）内部空腔中，所述的回位簧（3）一端与调节螺杆（6）底部接触，另一端与计量轮支架（7）接触；所述的计量轮支架（7）通过顶丝与调节螺杆（6）连接，可压缩所述的调节螺杆（6）内部的回位簧（3）；所述的传动轴（9）与计量轮（8）、编码器（11）所在圆心的轴线平行；所述的传动轴（9）的一端连接计量轮（8），另一端穿过编码器支架（10）连接编码器（11），所述的计量轮（8）通过传动轴（9）固定在计量轮支架（7）上，可自由转动；所述的编码器支架（10）与所述的计量轮支架（7）机械连接；所述的编码器（11）固定在编码器支架（10）上；所述的编码器护壳（12）穿过编码器（11）通过螺纹固定在编码器支架（10）上。
所述的壳体（13）可通过磁铁（4）与金属物体固定，也可通过固定底座（1）与非金属物体固定，也可通过磁铁（4）、固定底座（1）同时固定。
所述的调节螺杆（6）通过螺纹可旋转入、旋转出壳体（13）。
所述的调节螺杆（6）依次所述的紧固螺母（5）、所述的壳体（13）连接。
所述的传动轴（9）与计量轮支架（7）、编码器支架（10）通过轴承机械连接。
所述的编码器护壳（12）可从编码器支架（10）上安装、拆卸。
所述的编码器（11）信号线穿出编码器支架（10），与外部采集设备连接。
所述的编码器（11）在工作状态下需要以合理的供电方式长期供电，供电方式可采用电池、直流电源。
抽油机为周期性往复运动，抽油机在一个周期的运行分为上行和下行，上行为抽油泵向上运动，下行为抽油泵向下运动。本实用新型装置安装到抽油机上并且将计量轮（8）调整到合适位置后，计量轮（8）随着抽油机的上行和下行的位移过程一起滚动，通过传动轴（9）带动光电编码器（11）完成机械运动量值向电脉冲信号的转换。根据光电编码器（11）的转向分辨出抽油机的上、下行，而光电编码器（11）的两次换向的时间周期内光电编码器（11）的转动圈数就反映了本周期光杆上行或下行的位移量值。
图2为本实用新型位移计量单元采集到的位移-时间曲线图。0-t4时间为抽油机的一个运行周期，0-t1时间为抽油机上行运动时间，计量轮（8）随活动部分的位移活动进行滚动，通过传动轴带动光电编码器转动可实时检测出抽油机的位移情况， t1-t2时间光杆位于上死点，此段时间内，油井未出液，抽油杆处于弹性变形状态。t2时间点计量轮（8）随抽油机活动部分换向同步进行换向滚动，t2-t3时间为抽油机下行运动时间，计量轮（8）通过传动轴（9）带动光电编码器（11）转动实时测试出抽油机的位移情况。t3-t4时间光杆位于下死点，此段时间内，油井未出液，抽油杆处于弹性变形状态。根据以上规律，通过此装置可实时采集抽油机的位移数据。为绘制抽油机的示功图、电功图提供可靠的数据依据，本实用新型实现方式简单，且具有适应性强，检测精度高，安装方便，可靠性高的特点。
Claims (7)
1.一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，包括固定底座、凹槽、磁铁、壳体、紧固螺母、调节螺杆、回位簧、计量轮支架、计量轮、传动轴、编码器支架、编码器、编码器护壳，所述的壳体一端有凸槽，在凸槽底部设有凹槽，另一端无凸槽；所述的固定底座可从所述的壳体无凸槽的一端穿入且从壳体的另一端无法穿出；所述的磁铁嵌入到所述的壳体凹槽中；所述的调节螺杆内部为空腔，外部通过螺纹与所述的壳体连接；所述的紧固螺母与壳体机械连接，且内侧开有螺纹，通过螺纹与所述的调节螺杆连接；所述的回位簧位于所述的调节螺杆内部空腔中，所述的回位簧一端与调节螺杆底部接触，另一端与计量轮支架接触；所述的计量轮支架通过顶丝与调节螺杆连接，可压缩所述的调节螺杆内部的回位簧；所述的传动轴与计量轮、编码器所在圆心的轴线平行；所述的传动轴的一端连接计量轮，另一端穿过编码器支架连接编码器，所述的计量轮通过传动轴固定在计量轮支架上，可自由转动；所述的编码器支架与所述的计量轮支架机械连接；所述的编码器固定在编码器支架上；所述的编码器护壳穿过编码器通过螺纹固定在编码器支架上。
2.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的调节螺杆通过螺纹可旋转入、旋转出壳体。
3.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的调节螺杆依次所述的紧固螺母、所述的壳体连接。
4.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的传动轴与计量轮支架、编码器支架通过轴承机械连接。
5.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的编码器信号线穿出编码器支架，与外部采集设备连接。
6.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的编码器护壳可从编码器支架上安装、拆卸。
7.根据权利要求1所述的一种滚轮式抽油机位移采集装置，其特征在于，所述的壳体可通过磁铁与金属物体固定，或者通过固定底座与非金属物体固定，也可通过磁铁、固定底座同时固定。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112393662A (zh) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | 伯悦有限公司 | 具有避震结构的测距轮 |
| CN114876445A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 模拟抽油杆变形的实验装置及实验方法 |
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2018
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| CN112393662B (zh) * | 2019-08-12 | 2022-06-03 | 伯悦有限公司 | 具有避震结构的测距轮 |
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