CN2937474Y - 游梁式抽油机微应力示功仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石油工业使用的游梁式抽油机微应力示功仪，适用于抽油机采油井。游梁式抽油机微应力示功仪包括角位移传感器、数据采集板、电池板和应力测试机构，角位移传感器、数据采集板和应力测试机构安装在仪器箱内，其应力测试机构与抽油机的游梁连接固定，电池板与数据采集板连接。由于使用了太阳能电池板，本实用新型除了天线外，没有任何外接线，可以永久性地安装在抽油机的游梁上，做到实时采集，操作方便。

Description

游梁式抽油机微应力示功仪

技术领域

本实用新型属于石油工业采油工程的测试装置，特别是游梁式抽油机微应力示功仪，适用于抽油机采油井。

背景技术

在石油工业用抽油机采油的油井，油井的示功图反映了油井抽油泵的工作状况，在油井采油的实际管理工作中，需要不断对每口油井的示功图进行实时测量。近年来，采油现场出现了许多示功图的实时测量方法，其主要的方法有两种；一种是将传统的示功图采集仪器现场化。测量时将载荷传感器安装在抽油杆上，直接测量抽油杆的受力情况；对于抽油杆位移的测量多数采用拉线式方法，这给安装和使用带来了诸多不便。此外，载荷传感器的电源和信号线的损坏也成为制约其长期使用的一个薄弱环节。迫于无奈，很多的研究人员将研究的方向投向间接测量，形成了第二种测量方法：电流—示功图换算法，通过测量比较容易测量的电动机工作电流数据，配套一种换算方法，间接计算出示功图的数据，该方法的可信度差，还有待于进一步求证和确立。

发明内容

本实用新型的目的是提供游梁式抽油机微应力示功仪，克服目前在示功图实时测量中的问题，使示功图的实时测量操作方便、数据可信。

使用本技术方案可达上述目的：游梁式抽油机微应力示功仪包括角位移传感器、数据采集板、电池板和应力测试机构，角位移传感器、数据采集板和应力测试机构安装在仪器箱内，其应力测试机构与抽油机的游梁连接固定，电池板与数据采集板连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：本仪器的工作原理依据虎克定律，在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律特点。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；将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；在被测量抽油机的游梁上安装本示功仪测量载荷的大小；将测量对象由抽油杆的作用力转到测量游梁的微小的弯曲变形上；进一步对该微小的弯曲变形的测量，再转变成测量重力传感器的约0.4毫米的工作行程上。重力传感器的工作行程与抽油杆上的作用力成对应关系，所以本实用新型测出的示功图是真实的、可信度高。由于使用了太阳能电池板或者安装其它类型的电池，本实用新型除了天线外，没有任何外接线，可以永久性地安装在抽油机的游梁上，做到实时采集，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述：参见图2，游梁式抽油机微应力示功仪，包括角位移传感器3、数据采集板4和应力测试机构，角位移传感器3、数据采集板4和应力测试机构安装在仪器箱1内，其应力测试机构与抽油机的游梁7连接固定。应力测试机构包括重力传递机关和重力传感器2，重力传递机关一端固定在游梁7支撑点的上方，图2中标示其支撑点是A；另一端搭压在重力传感器2上，重力传感器2由固定螺栓12固定在游梁7上。重力传递机关包括悬梁臂9、支撑套10和固定螺栓11，支撑套10支撑在悬梁臂9之下，由固定螺栓11将悬梁臂9和支撑套10固定在游梁7上，悬梁臂9的另一端设有调节螺栓13。仪器箱1内还装有无线通讯模块5，仪器箱1的顶部安装天线8，天线8与无线通讯模块5连接，数据采集板4的数据输出线与无线通讯模块5连接。仪器箱1还可以不安装无线通讯模块5和天线8，直接将数据采集板4的数据输出线顺着抽油机的支架延伸至地面，可以将数据采集板4的数据输出线固定在抽油机的支架上，即方便也安全。如此也可以将采集到的数据拷贝至数据采集器，再输入计算机处理。图2表示的是使用无线通讯模块5的示功仪。电池板6是太阳能电池板或者是电池，若使用太阳能电池板，将太阳能电池板安装在仪器箱1的外部，最好是顶部。当然也可以不用太阳能电池板，而采用其它类型的普通电池，如碱性电池、锂电池等。普通电池的安装位置可以任选仪器箱1的内部或者外部。角位移传感器3悬挂在仪器箱1的上部，角位移传感器3和重力传感器2均通过传输线与数据采集板4连接。数据采集板4将角位移传感器3和重力传感器2采集的数据记录在数据采集板4的芯片中，测试完成后，无线通讯模块5将测试的数据传送到计算机上处理打印，为生产管理人员提供井下抽油泵的工作信息，本示功仪可以永久性地安装在游梁7上，实时采集，操作方便。

现场使用时，在游梁7上钻孔，参见图1，先将本示功仪安装在抽油机的游梁7上，也就是将应力测试机构中的固定螺栓11和12固定在游梁7支撑点A点的上方。工作时，当游梁7围绕A点作±30度的旋转运动时，角位移传感器3便可方便地测量出游梁7的角度变化值，并换算出对应的抽油杆位移来；再根据重力传感器2的工作行程位置求出作用在抽油杆上的载荷数据；最后再将两组数据进行组合绘制出示功图来。使用本实用新型测示功图真实信的理由是：悬臂梁9的左端是固定在游梁7的支撑点A上方受力变形较小的位置上，因此，游梁7受力变形时，悬臂梁9几乎没有什么形变；重力传感器2是固定在游梁7上，会随着游梁7的受力大小产生线性变形而上下移动，其位置差对应了游梁7驴头端受力的大小，所以用本实用新型测出的示功图是可信的。

Claims (7)

1、游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是本示功仪包括角位移传感器(3)、数据采集板(4)、电池板(6)和应力测试机构，角位移传感器(3)、数据采集板(4)和应力测试机构安装在仪器箱(1)内，其应力测试机构与抽油机的游梁(7)连接固定，电池板(6)与数据采集板(4)连接。

2、根据权利要求1所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是应力测试机构包括重力传递机关和重力传感器(2)，重力传递机关一端固定在游梁(7)支撑点的上方，另一端搭压在重力传感器(2)上，重力传感器(2)由固定螺栓(12)固定在游梁(7)上。

3、根据权利要求2所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是重力传递机关包括悬梁臂(9)、支撑套(10)和固定螺栓(11)，支撑套(10)支撑在悬梁臂(9)之下，由固定螺栓(11)将悬梁臂(9)和支撑套(10)固定在游梁(7)上，悬梁臂(9)的另一端设有调节螺栓(13)。

4、根据权利要求1所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是仪器箱(1)内还装有无线通讯模块(5)，仪器箱(1)的顶部安装天线(8)，天线(8)与无线通讯模块(5)连接，数据采集板(4)的数据输出线与无线通讯模块(5)连接。

5、根据权利要求4所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是仪器箱(1)还可以不安装无线通讯模块(5)和天线(8)，直接将数据采集板(4)的数据输出线延伸至地面。

6、根据权利要求1所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是电池板(6)是太阳能电池板或者是电池，若使用太阳能电池板，将太阳能电池板安装在仪器箱(1)的外部。

7、根据权利要求1所述的游梁式抽油机微应力示功仪，其特征是角位移传感器(3)悬挂在仪器箱(1)的上部，角位移传感器(3)和重力传感器(2)均通过传输线与数据采集板(4)连接。

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