JP2001245496A - Method and device for adjusting counter balance of pump jack - Google Patents

Method and device for adjusting counter balance of pump jack

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JP2001245496A
JP2001245496A JP2000054131A JP2000054131A JP2001245496A JP 2001245496 A JP2001245496 A JP 2001245496A JP 2000054131 A JP2000054131 A JP 2000054131A JP 2000054131 A JP2000054131 A JP 2000054131A JP 2001245496 A JP2001245496 A JP 2001245496A
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Japan
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value
counter balance
counterbalance
secondary current
stroke
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Pending
Application number
JP2000054131A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yamakawa
孝之 山川
Koji Kawamoto
浩二 河本
Toshio Miyano
利雄 宮野
Tetsuo Kono
哲雄 河野
Richard L Pratt
リチャード・エル・プラット
Mckinnon Brian
ブライアン・マッキノン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely find an optimal counter balance value of a drive system of a pump jack in actual working conditions of the pump jack. SOLUTION: In the counter balance (C balance) adjusting method of the pump jack of a induction motor drive, the pump jack is operated for n cycles with arbitrary C balance weight. In up stroke(US) and in down stroke(DS), each average of the secondary current momentary maximum value (the secondary maximum average) is found. Weight of 49, 50, C balance are changed, then each secondary maximum average in US and DS is found. By means of the optimal C balance arithmetic unit 53 by a regression line equation method, it is found that the regression line equation to the US secondary current maximum value and the change of C balance weight by using the secondary maximum average in US, and it is found that the regression line equation to the DS secondary current maximum value and the change of C balance weight by using the secondary maximum average in DS. The optimal C balance weight is found from the intersection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可変電圧、可変周
波数電源にて、速度制御される誘導電動機駆動のポンプ
ジャックのカウンタバランスに関し、詳しくは、カウン
タバランスの最適値を推定演算するカウンタバランスの
重量または半径の調整に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a counterbalance of a pump jack driven by an induction motor whose speed is controlled by a variable voltage and variable frequency power supply, and more particularly to a counterbalance for estimating and calculating an optimum value of the counterbalance. For adjusting the weight or radius.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ビームポンプ油井において原
油の生産量を高める手段としては、油井の状況の変化に
対応し、特にポンプオフ条件の的確な検出によってサッ
カロッドやダウンホールポンプの重大な故障を保護し
て、原油の連続的生産を行うことに努力が払われてきて
いる。この場合のポンプジャック駆動系の基本的動作
は、ポンプの吐出弁が閉じて吸込弁が開く過程で、ロッ
ド変位はダウンストロークエンドからアップストローク
へ移って吸引サイクルとなり、ポンプ負荷が大きくなっ
てサッカロッド荷重が増大する。次の吐出サイクルでは
ロッドがアップストロークエンドからダウンストローク
に移行する段階で、逆にポンプ吸込弁が閉じて吐出弁が
開き吐出サイクルに移って、この時はポンプ負荷が減少
してサッカロッド荷重は低減する。このような吸引、吐
出を1サイクルとするポンプ動作が繰り返されるもので
あるが、最近では、ポンプジャックの駆動に従来の誘導
電動機の定速駆動に代わって可変速駆動が用いられるよ
うになり、ポンプジャックの高速駆動のためにポンブジ
ャックのサイクルタイムを短くすることが行われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for increasing the production of crude oil in a beam pump oil well, it is necessary to respond to changes in the oil well situation, and in particular, to accurately detect a pump-off condition to prevent a serious failure of a sucker rod or a downhole pump. Efforts have been made to protect and provide continuous production of crude oil. The basic operation of the pump jack drive system in this case is that the rod displacement moves from the down-stroke end to the up-stroke during the process in which the pump discharge valve closes and the suction valve opens, and the pump load increases, and the pump load increases. Rod load increases. In the next discharge cycle, when the rod shifts from the up stroke end to the down stroke, the pump suction valve closes and the discharge valve opens to shift to the discharge cycle.At this time, the pump load decreases and the sucker rod load decreases. Reduce. Such a pumping operation with suction and discharge as one cycle is repeated, but recently, variable speed driving has been used instead of the conventional constant speed driving of the induction motor for driving the pump jack, In order to drive the pump jack at high speed, the cycle time of the pump jack is shortened.

【0003】その代表的な方式は、ポンプジャックの負
荷が軽い時には速度を上昇させて駆動電動機を定出力駆
動系とするもので、例えば、電動機の駆動電源にインバ
ータを用いて定格周波数以上では電圧を一定に保ち、近
似的に定出力制御を行うものである。図9および図10
はこうした従来のインバータ制御方式による、ポンプス
トロークとサッカロッド荷重の関係を示す特性図であ
る。図9は100%ポンプストローク速度で駆動した場
合を示しているが、吸引、吐出サイクルによりポンプ負
荷(2)が急激にロード(UP)、アンロード(DOW
N)されるために、サッカロッド荷重(3)が脈動して
いることが分かる。又、ポンプ負荷(2)がロード(U
P)される区間(矩形波形の上端部分)においては、ロ
ッド荷重(3)として定格ロッド荷重を超えるピーク荷
重が掛かっていることが分かる。又、図10はポンプス
トローク速度を2倍(200%)とした例であり、サッ
カロッド荷重(3)の脈動振幅が図9の場合より更に大
きくなり、定格ロッド荷重をはるかに超えるものとなっ
て、速度が増加すれば脈動振幅も大きくなることを示し
ている。ポンプ速度を2倍に上げるとサッカロッド荷重
は1.6倍以上にも達するという報告例もあるので、油
井の生産性を高めるためにポンプジャックの速度を上げ
てサイクルタイムを短縮したい場合には、サッカロッド
荷重の荷重増加を抑制する手段が必要となる。ポンプジ
ャックの駆動系に於ては、その駆動容量の低減を主目的
に、通常、サッカロッド荷重をキャンセルするためのカ
ウンタバランスが使用される。このカウンタバランス
は、設計時に、サッカロッド荷重とポンプジャックの機
構で決定されるトルク係数によって減速機軸に換算され
たサッカロッドトルクを基に最適になる様に設計され
る。つまり、設計諸元をもとに、最適なカウンタバラン
ス半径と最適なカウンタバランス重量が決定されるの
で、サッカロッド荷重の設計値と実際値が相違する場合
や、ポンプ井の深さを変更する場合には、カウンタバラ
ンスを最適値に再調整する必要を生ずる。
[0003] A typical method is to increase the speed when the load on the pump jack is light to make the drive motor a constant output drive system. For example, an inverter is used as the drive power source of the motor, and the voltage is higher than the rated frequency. Is kept constant, and constant output control is performed approximately. 9 and 10
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a pump stroke and a sucker rod load according to such a conventional inverter control method. FIG. 9 shows a case in which the pump is driven at a pump stroke speed of 100%, but the pump load (2) is suddenly loaded (UP) and unloaded (DOW) by the suction and discharge cycles.
N), it can be seen that the sucker rod load (3) is pulsating. Also, the pump load (2) is
It can be seen that in the section where P is performed (the upper end portion of the rectangular waveform), a peak load exceeding the rated rod load is applied as the rod load (3). FIG. 10 shows an example in which the pump stroke speed is doubled (200%). The pulsation amplitude of the sucker rod load (3) is further larger than that of FIG. 9 and far exceeds the rated rod load. This indicates that the pulsation amplitude increases as the speed increases. There are some reports that the sucker rod load reaches 1.6 times or more when the pump speed is increased twice, so if you want to increase the pump jack speed and shorten the cycle time in order to increase oil well productivity, Therefore, means for suppressing an increase in the sucker rod load is required. In the drive system of the pump jack, a counterbalance for canceling the sucker rod load is usually used mainly for the purpose of reducing the drive capacity. The counter balance is designed to be optimal based on the sucker rod torque converted to the reduction gear shaft by the sucker rod load and the torque coefficient determined by the pump jack mechanism at the time of design. In other words, the optimal counterbalance radius and the optimal counterbalance weight are determined based on the design specifications, so that the design value and the actual value of the sucker rod load are different or the depth of the pump well is changed. In this case, it is necessary to readjust the counter balance to the optimum value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、カウンタバランスの調整が適当でない
場合には、アップストローク時とダウンストローク時の
電動機の最大負荷が大幅に異なり、駆動系は過負荷運転
の状態に置かれて、極端な場合には駆動トルクが不足
し、駆動不能に陥ることがあるが、このカウンタバラン
スを最適値に調整するには、より実際に近いサッカロッ
ド荷重デ−タを入手し、そのデ−タによる設計計算によ
る方法か、又は、カウンタバランス半径もしくは、カウ
ンタバランス重量を試行錯誤的に変更してその運転結果
によって最適調整値を見出す方法を採用するしかないと
いう問題があった。そこで、本発明の第1の発明は、最
適なカウンタバランスの値を回帰式を用いて演算推定す
ることにより、詳細なサッカロッド荷重データを必要と
せずにカウンタバランスの値を実際の使用条件下で正確
に決定し、駆動系に掛かるピークトルクを低減して、電
動機の必要最大トルクを大幅に低減できる最適なカウン
タバランス調整が可能なポンプジャックのカウンタバラ
ンス調整方法および調整装置を提供することを目的とし
ている。更に、本発明の第2の発明は、カウンタバラン
スの重量または半径を変更する必要の無い簡単な構成に
よって、ポンプ負荷を演算推定することによりカウンタ
バランスの値を迅速に決定して、駆動系に掛かるピーク
トルクを低減し、電動機の必要最大トルクを低減できる
ポンプジャックのカウンタバランス調整方法および調整
装置を提供することを目的としている。
However, in the above conventional example, when the counter balance is not properly adjusted, the maximum load of the motor during the up stroke and the down stroke is significantly different, and the drive system is overloaded. In an extreme case, the driving torque may be insufficient and driving may not be possible in an extreme case. However, in order to adjust the counter balance to an optimum value, the sucker rod load data which is closer to the actual value is obtained. The problem is that there is no other way than to obtain the optimal adjustment value based on the operation results by changing the counterbalance radius or the counterbalance weight by trial and error after obtaining the data and designing calculation based on the data. was there. Therefore, the first invention of the present invention is to calculate and estimate an optimum counter balance value using a regression equation, and thereby to reduce the counter balance value under actual use conditions without requiring detailed sucker rod load data. The present invention provides a method and an apparatus for adjusting the counterbalance of a pump jack capable of performing an optimal counterbalance adjustment capable of reducing the peak torque applied to the drive system, and greatly reducing the required maximum torque of the motor. The purpose is. Further, according to the second invention of the present invention, the value of the counterbalance is quickly determined by calculating and estimating the pump load by a simple configuration that does not require changing the weight or radius of the counterbalance, and the drive system An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for adjusting the counterbalance of a pump jack, which can reduce a peak torque applied and reduce a required maximum torque of an electric motor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、可変電圧、可変周波数電
源にて、速度制御出来る様に構成した誘導電動機駆動の
ポンプジャックのカウンタバランス調整方法において、
任意のカウンタバランス重量または半径に於て、ポンプ
ジャックをnサイクル以上運転(n≧1)し、アップス
トロ−ク時とダウンストロ−ク時のそれぞれの駆動電動
機の二次電流瞬時値の最大値を検出、記憶する手段、n
サイクル運転によって得られたn個の最大値に対する平
均値(IU 1 、ID 1 )を求める手段、更に、ポンプジ
ャックのカウンタバランスの重量または半径を変更し
て、同様にnサイクル以上の運転を行ない、変更したカ
ウンタバランスの下でのアップストロ−クとダウンスト
ロ−ク時のn個の二次電流の最大値の平均値(IU 2
D 2 )を求める手段を設け、アップストロ−ク時の二
次電流の最大値の平均値(IU 1 、IU 2 )によって、
アップストロ−ク二次電流最大値とカウンタバランス重
量または半径の変化に対する回帰直線方程式を求め、他
方、ダウンストロ−ク時の二次電流の最大値の平均値
(ID 1 、ID 2 )によってダウンストロ−ク二次電流
最大値とカウンタバランス重量または半径の変化に対す
る回帰直線方程式を求め、両直線の交点によって、最適
なカウンタバランス重量または半径を決定することを特
徴としている。また、請求項2に記載の発明は、請求項
1記載のポンプジャックのカウンタバランス調整方法に
おいて、ポンプジャックのカウンタバランスの重量また
は半径をm回以上(m≧2)変更して、同様に、nサイ
クルの運転を行ない、アップストロ−ク時の二次電流の
最大値の平均値(IU 1 、IU 2 、IU 3 、・・、IU m
)によって、アップストロ−ク二次電流最大値とカウ
ンタバランスの重量又は半径の変化に対する回帰直線方
程式を求め、他方、ダウンストロ−ク時の二次電流の最
大値の平均値(ID 1 、ID 2 、ID 3 、・・、I
D m )によってダウンストロ−ク二次電流最大値とカウ
ンタバランス重量または半径の変化に対する回帰直線方
程式を求め、両直線の交点によって、最適なカウンタバ
ランスを決定することを特徴としている。
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the first aspect of the present invention provides a variable voltage, variable frequency
Induction motor drive configured to control speed
In the pump jack counter balance adjustment method,
Pump at any counterbalance weight or radius
Operate the jack for at least n cycles (n ≧ 1)
Electric drive for each of stroke and downstroke
Means for detecting and storing the maximum value of the instantaneous secondary current of the machine, n
The average for the n maximum values obtained by cycle operation
Average (IU 1 , ID 1 Means), and the pump
Change the weight or radius of the jack counterbalance
Operation for at least n cycles, and
Upstroke and downstroke under counterbalance
The average value (I) of the maximum values of the n secondary currents during the strokeU 2 ,
ID 2 ) Is provided, and two
Average value of the maximum value of the next current (IU 1 , IU 2 )
Upstroke secondary current maximum value and counterbalance weight
Calculate the regression line equation for the change of the amount or radius, and
On the other hand, the average value of the maximum secondary current during downstroke
(ID 1 , ID 2 ) By the downstroke secondary current
Maximum and counter balance for weight or radius changes
Regression line equation
Special counterbalance weight or radius.
It is a sign. Also, the invention described in claim 2 is
To the counterbalance adjustment method of the pump jack described in 1.
The pump jack counterbalance weight or
Changes the radius at least m times (m ≧ 2), and
The secondary current during upstroke.
Average value of maximum value (IU 1 , IU 2 , IU 3 , ..., IU m
 ), The maximum value of the upstroke secondary current and the cowl
Regression line for changes in weight or radius
Equation, and on the other hand, the maximum secondary current during downstroke.
Average of large values (ID 1 , ID 2 , ID 3 , ..., I
D m ) Indicates the maximum value of the downstroke secondary current and the
Regression line for changes in weight or radius
Find the equation and determine the optimal counter
It is characterized by determining the lance.

【0006】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2記載のポンプジャックのカウンタバランス調整方
法において、少なくとも、ポンプジャックの1サイクル
以上の運転によって、アップストロ−クとダウンストロ
−ク運転時の各ストロ−ク時間に対する二次電流の瞬時
値をサンプリング検出し、この検出した電流値と対応す
るサンプリング時間を対としてテ−ブルに記憶する手
段、アップストロ−クエンド時間を検出する手段、該テ
−ブルの値からアップストロ−ク時の二次電流最大値
(IU P )とその時間(以下、二次電流最大値時間と呼
ぶ)を検出する手段、また、該テ−ブルから、アップス
トロ−ク時に於ける二次電流の最大値時間からアップス
トロ−クエンド迄の時間に等しい経過時間のダウンスト
ロ−ク時間の二次電流瞬時値(ID X )を検出する手段
を設け、該電流値の代数和(IU P +ID X )によって
ポンプ負荷トルクを推定し、この1/2を最大ポリシド
ロッドトルクより減算した値を最適カウンタバランスト
ルクとして推定することを特徴としている。
[0006] Further, the invention according to claim 3 is based on claim 1.
In the method of adjusting the counter balance of the pump jack according to the second aspect, the instantaneous value of the secondary current with respect to each stroke time during the upstroke and downstroke operations is determined by at least one or more cycles of the operation of the pump jack. Means for detecting sampling, storing the detected current value and the corresponding sampling time as a pair in a table, means for detecting the upstroke end time, and calculating the secondary time during the upstroke from the value of the table. Means for detecting the current maximum value (I UP ) and its time (hereinafter referred to as the secondary current maximum value time), and from the table, from the maximum time of the secondary current during the upstroke. Means for detecting an instantaneous secondary current value (IDX) of a downstroke time equal to the time to the upstroke end is provided, and an algebraic sum of the current value (IDX) is provided. I UP + I DX ) is used to estimate the pump load torque, and to estimate a value obtained by subtracting 1/2 from the maximum polyside rod torque as the optimum counterbalance torque.

【0007】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
〜3のいずれか1項記載のポンプジャックのカウンタバ
ランス調整方法において、アップストロークとダウンス
トローク時の二次電流の最大値の各平均値の差を演算
し、演算結果よりカウンタバランスの適、不適を判断し
て、カウンタバランスの最適値決定のプログラムを起動
することを特徴としている。また、請求項5に記載の発
明は、請求項1〜4のいずれか1項記載のポンプジャッ
クのカウンタバランス調整方法において、カウンタバラ
ンスの最適値決定の推定演算を行う際に、制御切替えス
イッチをテスト側に切替えてポンプジャックの速度を定
格ストローク速度より低い速度に設定することを特徴と
している。また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜
5のいずれか1項記載のポンプジャックのカウンタバラ
ンス調整方法において、カウンタバランスの最適値決定
のプログラムは、回帰直線方程式による法とポンプ負荷
推定による法をテストモードにより選択して実行するこ
とを特徴としている。また、請求項7に記載の発明は、
ポンプジャックを駆動する誘導電動機を可変電圧、可変
周波数電源のインバータで速度制御するホンプジャック
駆動系の駆動容量を低減するためのカウンタバランスを
調整するポンプジャックのカウンタバランス調整装置に
おいて、定数器からの入力信号によってカウンタバラン
スの最適値決定のプログラムを起動するプログラム起動
手段と、前記カウンタバランスの最適値決定プログラム
が起動されると共に制御スイッチを切替えて定格ストロ
ーク速度より低い速度を設定するテスト速度設定手段
と、テストモード選択によりカウンタバランスの最適値
決定プログラムの回帰直線方程式による法を選択するテ
ストモード選択手段と、カウンタバランス重量または半
径を設定し変更を行うカウンタバランス設定手段と、前
記設定および変更されるカウンタバランスに基づきアッ
プストローク時とダウンストローク時のそれぞれの駆動
電動機の二次電流瞬時値の最大値を検出、記憶する手段
と、前記最大値に対する各平均値を求める平均値検出手
段と、前記各平均値の差を演算してカウンターバランス
の適、不適を判断するカウンタバランス判定手段と、前
記アップストローク時の二次電流の最大値の平均値によ
ってアップストローク二次電流最大値とカウンタバラン
スの変化に対する回帰直線方程式を求め、ダウンストロ
ーク時の二次電流の最大値の平均値によってダウンスト
ローク二次電流最大値とカウンタバランスの変化に対す
る回帰直線方程式を求めて、両直線の交点により最適カ
ウンタバランス重量または半径を決定する演算を行う最
適カウンタバランス演算手段を有している。また、請求
項8に記載の発明は、請求項7記載のポンプジャックの
カウンタバランス調整装置において、テストモード選択
によりカウンタバランスの最適値決定プログラムのポン
プ負荷推定による法を選択するテストモード選択手段
と、アップストロークとダウンストローク運転時の各ス
トローク時間に対する二次電流の瞬時値をサンプリング
検出し、検出した電流値と対応するサンプリング時間を
対としてテーブルに記憶する記憶手段と、アップストロ
ークエンド時間を検出するストロークエンド時間検出手
段と、前記テーブルの値からアップストローク時の二次
電流最大値(IU P )とその時間を検出する時間検出手
段と、前記テーブルからアップストローク時における二
次電流最大値時間からアップストロークエンド迄の時間
に等しい経過時間のダウンストローク時間の二次電流瞬
時値(ID X )を検出する手段と、前記電流値の代数和
によってポンプ負荷トルクを推定し、前記ポンプ負荷ト
ルクの1/2を最大ポリシドロッドトルクより減算した
値を最適カウンタバランストルクとして推定する最適カ
ウンタバランス演算手段を有している。
[0007] The invention described in claim 4 is the first invention.
The counter bar of the pump jack according to any one of claims 1 to 3,
In the lance adjustment method, the up stroke and the down stroke
Calculates the difference between the average values of the maximum secondary current during a troke
And determine whether the counterbalance is appropriate or not based on the calculation result.
The program for determining the optimal value of the counter balance
It is characterized by doing. Further, according to claim 5,
A pump jack according to any one of claims 1 to 4.
Counter balance adjustment method.
When performing the estimation calculation for determining the optimal value of the
Switch the switch to the test side to set the pump jack speed.
The speed is set lower than the rated stroke speed.
are doing. The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to
5. The pump jack counter rose according to any one of 5.
Determine the optimal value of the counter balance in the
The program uses the regression linear equation method and the pump load
Select and execute the estimation method in the test mode.
It is characterized by. The invention according to claim 7 is
Variable voltage and variable induction motor driving pump jack
Hump jack whose speed is controlled by a frequency power inverter
Counter balance to reduce drive capacity of drive system
For pump jack counter balance adjustment device
The counter balun according to the input signal from the constant
Program to start the program for determining the optimal value of
Means and a program for determining an optimum value of the counter balance
Is activated and the control switch is switched to
Test speed setting means to set a speed lower than the peak speed
And the optimal value of the counter balance by selecting the test mode
Select a method using the regression line equation of the decision program.
Strike mode selection means and counter balance weight or half
Counter balance setting means for setting and changing the diameter
Update based on the set and changed counter balance.
Each drive during push stroke and down stroke
Means for detecting and storing the maximum value of the instantaneous secondary current of the motor
And an average value detecting means for obtaining each average value with respect to the maximum value.
And the counter balance by calculating the difference between
Counter balance judgment means for judging whether the
The average value of the maximum secondary current during the upstroke
Is the maximum value of the up-stroke secondary current and the counter balun
Find the regression linear equation for the change in
Down due to the average of the maximum secondary current during
Regarding the change of the maximum value of the low secondary current and the counter balance
Find the regression line equation
When performing calculations to determine weight or radius
It has an appropriate counter balance calculating means. Also, billing
The invention according to claim 8 provides a pump jack according to claim 7.
Test mode selection in the counter balance adjustment device
Program for determining the optimal value of the counter balance
Test mode selection means for selecting a method based on load estimation
And each stroke during upstroke and downstroke operation.
Sampling of the instantaneous value of the secondary current with respect to the trooke time
Detects the detected current value and the corresponding sampling time.
Storage means for storing in a table as a pair;
Stroke end time detection
And the secondary during upstroke from the values in the table
Current maximum value (IUP ) And the time detector that detects that time
A step and a second during the upstroke from the table.
Time from maximum current value time to end of up stroke
Instantaneous during the downstroke time with an elapsed time equal to
Time value (ID X), And an algebraic sum of the current values
The pump load torque is estimated by
1/2 of luk was subtracted from the maximum polyside rod torque
Value to estimate the value as the optimal counterbalance torque
It has a counter balance calculating means.

【0008】この構成によれば、ポンプジャックを駆動
する誘導電動機を可変電圧、可変周波数電源のインバ−
タで速度制御出来る様に構成すると共に、電動機の速度
と二次電流瞬時値を検出、記憶する手段を設け、これら
のデ−タの演算によって最適なカウンタバランスを得る
二つの発明を提示する。第一の発明は、異なる既知のカ
ウンタバランスの設定に置いて、ポンプジャックの複数
サイクル以上運転し、この運転によって二次電流瞬時値
の最大値とカウンタバランスのデ−タよりアップストロ
−ク時の二次電流最大値の変化に対するカウンタバラン
スの変化を推定する回帰直線方程式とダウンストロ−ク
時の二次電流最大値の変化に対するカウンタバランスの
変化を推定する回帰直線方程式を求め、両直線の交点に
よって、最適なカウンタバランスの値を求めるものであ
る。第二の発明は、最大アップストロ−ク運転時のギャ
−ボックストルクの値を既知の値として、任意のカウン
タバランスの設定において、ポンプジャックの複数サイ
クル以上の運転によってアップストロ−ク時の二次電流
瞬時値の最大値と、その最大値になる時間のデ−タを獲
得し、このデ−タにより、アップストロ−クエンドを対
称軸とするダウンストロ−ク時の二次電流瞬時値を読み
出し両者の値の代数和によって、ポンプ負荷推定を行な
い、次に、この1/2を、最大ギャ−ボックストルクよ
り減算することにより最適なカウンタバランスの値を求
めるものである。従って、第一の発明は、異なるカウン
タバランスの設定を行なうと云う実際の作業が伴うが、
ポンプジャックのテスト運転のみにて、実際のポンプジ
ャックの使用条件下で、詳細なサッカロッド荷重データ
を必要とせずに、最適なカウンタバランスを正確に決定
出来る利点があり、既設備等において、最大ギヤボック
ストルクのデータが得難い時などに正確なカウンタバラ
ンス調整が可能である。また、第二の発明は、最大ギャ
ボックストルクを把握する必要があるが、テスト運転の
ためにカウンタバランスの設定作業は不必要であると云
う利点があり、ポンプジャックの稼動当初等の簡易なカ
ウンタバランスの調整方法として有効である。
According to this structure, the induction motor for driving the pump jack is provided with a variable voltage, variable frequency power supply inverter.
The present invention provides two inventions which are configured so that speed can be controlled by a motor and provided with means for detecting and storing the speed of the motor and the instantaneous value of the secondary current, and calculating the optimum counter balance by calculating these data. According to the first invention, the pump jack is operated for a plurality of cycles or more under different known counterbalance settings, and this operation causes the maximum secondary current instantaneous value and the counterbalance data to be upstroke. A regression linear equation for estimating the change in the counterbalance with respect to the change in the secondary current maximum value and a regression linear equation for estimating the change in the counterbalance with respect to the change in the secondary current maximum value during downstroke are obtained. The optimum counter balance value is obtained from the intersection. According to a second aspect of the present invention, the value of the gearbox torque during the maximum upstroke operation is set as a known value, and in an arbitrary counter balance setting, the pump jack is operated at a plurality of cycles or more to perform the upstroke operation. Data of the maximum value of the instantaneous current value of the secondary current and the time at which the maximum value is obtained are obtained. With this data, the instantaneous secondary current value at the time of downstroke with the upstroke end as the axis of symmetry is obtained. The pump load is estimated based on the algebraic sum of the values read out, and then the 1/2 is subtracted from the maximum gearbox torque to obtain the optimum counter balance value. Therefore, the first invention involves the actual work of setting different counter balances,
The test operation of the pump jack alone has the advantage that the optimum counter balance can be accurately determined without the need for detailed sucker rod load data under the actual pump jack operating conditions. Accurate counterbalance adjustment is possible when it is difficult to obtain gearbox torque data. In the second invention, it is necessary to grasp the maximum gab box torque, but there is an advantage that the setting work of the counter balance is unnecessary for the test operation, so that the simple operation such as the initial operation of the pump jack is performed. This is effective as a method of adjusting the counter balance.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図を参照して説明する。図1は本発明の第1の
実施の形態に係る誘導電動機のベクトル制御インバータ
を適用したポンプジャックのカウンタバランス調整装置
の構成図である。図2は図1に示すカウンタバランス調
整装置の制御ブロック図である。図3は図1に示すポン
プジャックのコンピュータシミュレーションによるサッ
カロッド荷重と電動機2次電流の関係を示す説明図であ
る。図4は図2に示す最適カウンタバランス演算器の演
算による回帰直線方程式の説明図である。図5は図4に
示す最適カウンタバランス重量演算のフローチャートで
ある。図1において、1はポンプジャック駆動用電動
機、2は電動機1に直結された速度検出器、3は電動機
1のベクトル制御インバ−タの制御部、4はカウンタバ
ランス調整装置を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a pump jack counter balance adjusting device to which a vector control inverter of an induction motor according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a control block diagram of the counter balance adjusting device shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the sucker rod load and the secondary current of the electric motor by computer simulation of the pump jack shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a regression linear equation calculated by the optimum counter balance calculator shown in FIG. FIG. 5 is a flowchart of the optimal counter balance weight calculation shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electric motor for driving a pump jack, 2 denotes a speed detector directly connected to the electric motor 1, 3 denotes a control unit of a vector control inverter of the electric motor 1, and 4 denotes a counter balance adjusting device.

【0010】31はインバ−タ制御部3の直線指令器
で、カウンタバランス調整装置4の出力である速度基準
P を内部に設定された加速レ−トに制限し、電動機の
速度基準NS に変換する働きをする。この速度基準NS
は、実際の速度を速度検出器2で検出し、その出力Ni
と比較され、その偏差は、速度調整器32によって増幅
され、出力側に二次電流指令I2 S を出力する。電動機
電流は、変流器35で検出され、ベクトル演算器36に
よって、その二次電流成分のみがI2 として検出され、
2 S と比較される。その偏差は電流調整器33によっ
て増幅され、PWM制御器34によって電動機1に与え
る電圧のパルス巾を調節して、負荷を駆動するのに必要
な二次電流を供給する様に働く。この様にして、実際速
度を速度基準にほぼ等しくなる様に、電動機速度を自動
調整する。つまり、インバータ制御部3は、公知の電流
マイナ−ル−プを有するベクトル制御インバ−タの構成
例を示したものである。但し、図1では、ベクトル制御
に必要な、電動機の磁速成分電流IM の制御回路は、公
知であり、本発明のカウンタバランス調整装置とは、直
接関係ないので、簡単化のために省略されている。
[0010] 31 is inverted - a linear commander of motor control unit 3, accelerated the set speed reference N P is the output of counter balancing device 4 inside - limit bets, the speed of the motor reference N S It works to convert to. This speed reference N S
Is the actual speed detected by the speed detector 2 and its output N i
The deviation is amplified by the speed regulator 32, and the secondary current command I 2 S is output to the output side. The motor current is detected by the current transformer 35, and only the secondary current component is detected as I 2 by the vector calculator 36,
Compared to I 2 S. The deviation is amplified by the current regulator 33, and the PWM controller 34 adjusts the pulse width of the voltage applied to the electric motor 1 to serve to supply a secondary current necessary for driving the load. In this way, the motor speed is automatically adjusted so that the actual speed becomes substantially equal to the speed reference. That is, the inverter control section 3 shows a configuration example of a vector control inverter having a known current minor loop. However, in FIG. 1, necessary for vector control, the control circuit of磁速component current I M of the electric motor are known, the counter balancing device of the present invention, since it is not directly related, not shown for simplicity Have been.

【0011】次に、図2は図1に示したカウンタバラン
ス調整装置の詳細なブロック図であり、41はポンプジ
ャックの毎回のダウンストロ−ク時間に対する二次電流
瞬時値と時間を検出、記憶するメモリMEMO1で、ダ
ウンストロ−ク中のI2 D (t)を高速でΔt時間毎にサ
ンプリングしその値を記憶する。同様に、42はアップ
ストロ−ク中のI2 U (t)をサンプリング検出、記憶す
るメモリMEMO2。43、44は、MEMO1また
は、MEMO2の記憶デ−タからそれぞれの二次電流の
最大値I2 D P (t)、I2 U P (t)を演算する最大値演算
器で、その結果は、メモリ−テ−ブル45、46に記憶
される。47はタイミングパルス発生器で、サンプリン
グ検出用の一定タイミングパルスΔtを発生する。経過
時間信号発生器48はこのΔtを積算してメモリ41又
は、42に記憶される二次電流の瞬時値の経過時間信号
を発生する。アップストロ−クまたは、ダウンストロ−
クのデ−タは、検出切替えリレ−61の接点、DET/
C1、DET/C2によって42側または、41側に取
り込まれる。図示していないが、この切替えが行なわれ
る毎に、信号発生器48は瞬間的にリセットされる様に
構成されている。従って、メモリ42と41には切替え
時点を起点にしたΣΔtと、Δt時間毎の二次電流の瞬
時値が記憶されることになる。
FIG. 2 is a detailed block diagram of the counter balance adjusting device shown in FIG. 1. Reference numeral 41 denotes an instantaneous secondary current value and time for each downstroke time of the pump jack, which are detected and stored. In the memory MEMO1, the I 2 D (t) during the downstroke is sampled at high speed every Δt time and the value is stored. Similarly, reference numeral 42 denotes a memory MEMO2 for sampling detection and storage of I 2 U (t) during the upstroke, and reference numerals 42 and 43 denote maximum values I of the respective secondary currents from the storage data of MEMO1 or MEMO2. This is a maximum value calculator for calculating 2 DP (t) and I 2 UP (t), and the result is stored in memory tables 45 and 46. A timing pulse generator 47 generates a constant timing pulse Δt for sampling detection. The elapsed time signal generator 48 integrates this Δt to generate an elapsed time signal of the instantaneous value of the secondary current stored in the memory 41 or 42. Upstroke or downstroke
The data of the mark is the contact of the detection switching relay 61, DET /
It is taken into the 42 or 41 side by C1 and DET / C2. Although not shown, the signal generator 48 is configured to be momentarily reset each time this switching is performed. Therefore, the memories 42 and 41 store ΣΔt starting from the switching time point and the instantaneous value of the secondary current every Δt time.

【0012】49と50は平均値演算器で、メモリ−テ
−ブル45と46のデ−タをもとに、その平均値を定め
られたタイミングで計算し、結果をコンパレ−タ51で
比較する。例えば、メモリーテーブル45、46がk個
準備されている場合には、k個のデ−タが満杯になれ
ば、これ等のデ−タは、演算器49と50に転送され、
それぞれ(ΣI2 D P (t))/k=I2 D M 、(ΣI2 U
P (t)/k=I2 U M を計算する。コンパレ−タ51
は、平均値演算器49と50の出力I2 D M とI2 U M
の差を演算し、その結果をカウンタバランスの適、不適
として検出ディスプレイ52に表示する。この場合、デ
ィスプレイ52にはI2 D M とI2 U M の差を直接表示
する機能と、予め設定された設定値を超えた時に、カウ
ンタバランスの不適としてディスプレイ52に警報表示
を行なう機能の二つを有する。53は後述のように、カ
ウンタバランスの最適値を推定演算するソフトウエアを
内蔵した最適カウンタバランス演算器で、その出力をデ
ィスプレイ54に出力する。55は1/2ストロ−ク時
間を演算するストローク時間演算器で、ポンプジャック
速度をNi で取り込み、この速度と機械定数として設定
されている減速比、並びに、定格ストロ−ク速度の設定
デ−タから、任意の速度の1/2ストロ−ク時間(TS
/2)を演算する。その結果を、Δtで割算して、1/
2ストロ−ク時間をΔtベ−スに変換し、ストローク演
算器55に設定する。55の出力は、ΔΣtを演算する
48の出力とコンパレ−タ56によって比較されてお
り、ΔΣtの値が、55に設定されたストローク値にな
るとコンパレータ56の出力を”1”にする。コンパレ
ータ56の出力が”1”になる毎に、シ−ケンス記憶メ
モリ−60を”OFF”する。つまり検出切替えリレ−
61がONした時点からダウンストロ−ク運転中の二次
電流瞬時値を、また、検出切替えリレ−61がOFFし
た時点からアップストロ−ク運転中の二次電流瞬時値
を、それぞれ、メモリ41または、42に取り込むこと
が出来る。シ−ケンス記憶メモリ−60は、60の入力
側に置かれた、切り替えスイッチ59によって、ソフト
ウエア処理の基準点信号発生器58か、または、ポンプ
ジャックのストロ−ク位置を検出するストロ−ク位置セ
ンサ20の内の何れかの信号によって動作せしめられ
る。
Reference numerals 49 and 50 denote average value calculators, which calculate the average value at a predetermined timing based on the data in the memory tables 45 and 46, and compare the results with a comparator 51. I do. For example, in the case where k memory tables 45 and 46 are prepared, when k data are full, these data are transferred to computing units 49 and 50,
(ΣI 2 DP (t)) / k = I 2 DM and (ΣI 2 U
Calculate P (t) / k = I 2 UM . Comparator 51
Are the outputs I 2 DM and I 2 UM of the average calculators 49 and 50
Is calculated, and the result is displayed on the detection display 52 as appropriate or inappropriate for counterbalance. In this case, the display 52 has a function of directly displaying the difference between I 2 DM and I 2 UM , and a function of displaying an alarm on the display 52 as an improper counter balance when a preset value is exceeded. Having. Reference numeral 53 denotes an optimum counter balance calculator incorporating software for estimating and calculating the optimum value of the counter balance, and outputs its output to a display 54 as described later. Reference numeral 55 denotes a stroke time calculator for calculating a 1/2 stroke time. The pump time is taken as Ni, and the speed and a reduction ratio set as a mechanical constant and a setting data of a rated stroke speed are obtained. From the data, 1 / stroke time (T S
/ 2) is calculated. The result is divided by Δt to obtain 1 /
The two-stroke time is converted to a Δt base and set in the stroke calculator 55. The output of 55 is compared with the output of 48 for calculating ΔΣt by the comparator 56. When the value of ΔΣt reaches the stroke value set to 55, the output of the comparator 56 is set to “1”. Every time the output of the comparator 56 becomes "1", the sequence storage memory 60 is turned "OFF". That is, the detection switching relay
The memory 41 stores the instantaneous value of the secondary current during the downstroke operation from the time when 61 is turned on, and the instantaneous value of the secondary current during the upstroke operation from the time when the detection switching relay 61 is turned off. Or, it can be taken into 42. The sequence storage memory 60 is provided with a changeover switch 59 provided at the input side of the switch 60. The reference point signal generator 58 for software processing or the stroke for detecting the stroke position of the pump jack is provided. It is operated by any of the signals of the position sensor 20.

【0013】ストロ−ク位置センサ20は、例えば、ポ
ンプジャックのクランク角度を検出する機械的、磁気
的、或いは、光学的センサで、この信号は、ポンプジャ
ックのストロ−ク位置がアップエンドに来た時、シーケ
ンス記憶メモリ60をONにする。この信号はシーケン
ス記憶メモリ60に記憶され、検出切替えリレー61を
ONする。上述の様に、リレー61がONし、ダウンス
トロ−ク運転中の二次電流瞬時値の取り込みが開始され
る。このシーケンス記憶メモリ60に記憶された位置の
記憶信号は、ダウンストロ−クエンドにてコンパレ−タ
56が”1”になる時に解除される。この解除によっ
て、リレー61がOFFし、今度は、アップストロ−ク
運転中の二次電流瞬時値の取り込みが開始される。以
下、この操作を繰り返す。つまり、この様な構成と制御
により、検出切替えリレ−61の”ON”によって、ダ
ウンストロ−ク運転中のモ−タの二次電流瞬時値が、検
出切替えリレ−61の”OFF”によって、アップスト
ロ−ク運転中のモ−タの二次電流瞬時値が検出できるこ
とになる。基準点信号発生器58は、機械構造上の制約
等で、ストローク位置センサ20の設置が難しい時のた
めに準備した、ソフトウエアによる基準点信号発生器で
あり、その動作は、モータ1の2次電流のゼロクロス点
A´がポンプジャックの減速機軸正味トルク(サッカロ
ッドトルク−カウンタバランストルク)によって決定さ
れ、又、減速機正味トルクが機械定数によって決る特別
なクランク角度に固定されることを原理とした基準信号
発生回路である。つまり、A´点をアップストロークの
モータ2次電流瞬時値のゼロクロス点として検出し、こ
の点を基準にアップストロークエンド点に到達する時間
TP O =(Δθ/Vθ)、(但し、Δθ:ゼロクロス点
A´に一致するクランク角度とアップストロークエンド
のクランク角度間の相差角、Vθ:平均クランク回転速
度=360°/TS =6.0×S、である)を式より演
算推定することにより、ゼロクロス点A´を検出できれ
ば、TP O 時間後にアップストロークエンドに到達する
としてストローク位置を特定できるものである。62
は、ポンプジャックの通常の運転速度を設定する速度設
定器で、63は、最適カウンタバランス演算器53を動
作せしめる時のポンプジャックの速度を設定する速度設
定器を示す。速度設定器63はカウンタバランスの最適
値を推定演算する際のポンプジャックの速度を設定する
もので、定格ストロ−ク速度より低い、例えば、25%
速度に設定する。これは、最適カウンタバランスの推定
演算に、サッカロッド系の動特性によるモ−タの二次電
流の脈動の影響を取り除く様に考慮したもである。速度
設定器63と62の選択は、制御切替えスイッチ64の
接点COS/C1にて選択される。同時にスイッチ64
の接点COS/C2によって、定数器57より”1”の
信号を最適カウンタバランス演算器53に入力し、演算
器53のプログラムを起動する様に構成している。
The stroke position sensor 20 is, for example, a mechanical, magnetic, or optical sensor that detects the crank angle of the pump jack. This signal indicates that the stroke position of the pump jack is at the up end. Then, the sequence storage memory 60 is turned ON. This signal is stored in the sequence storage memory 60, and turns on the detection switching relay 61. As described above, the relay 61 is turned on, and the capture of the instantaneous secondary current value during the downstroke operation is started. The storage signal at the position stored in the sequence storage memory 60 is released when the comparator 56 becomes "1" at the end of the downstroke. With this release, the relay 61 is turned off, and the acquisition of the instantaneous secondary current value during the upstroke operation is started. Hereinafter, this operation is repeated. In other words, with such a configuration and control, the instantaneous value of the secondary current of the motor during the downstroke operation is changed by the "OFF" of the detection switching relay 61 when the detection switching relay 61 is turned "ON". The instantaneous value of the secondary current of the motor during the upstroke operation can be detected. The reference point signal generator 58 is a software-based reference point signal generator prepared for the case where it is difficult to install the stroke position sensor 20 due to restrictions on the mechanical structure and the like. The principle is that the zero cross point A 'of the next current is determined by the net torque of the reducer shaft (sucker rod torque-counter balance torque) of the pump jack, and the net torque of the reducer is fixed to a special crank angle determined by the mechanical constant. The reference signal generation circuit described above. That is, the point A 'is detected as the zero-cross point of the motor secondary current instantaneous value of the up-stroke, and the time TPO = (Δθ / Vθ) to reach the up-stroke end point with reference to this point (where Δθ: zero-cross The phase difference angle between the crank angle corresponding to the point A 'and the crank angle at the end of the upstroke, Vθ: average crank rotation speed = 360 ° / TS = 6.0 × S, is calculated and estimated from the equation. If the zero-cross point A 'can be detected, the stroke position can be specified as reaching the up-stroke end after the time TP0. 62
Is a speed setting device for setting the normal operation speed of the pump jack, and 63 is a speed setting device for setting the speed of the pump jack when the optimum counter balance calculator 53 is operated. The speed setting unit 63 sets the speed of the pump jack when estimating and calculating the optimum value of the counter balance, and is lower than the rated stroke speed, for example, 25%.
Set to speed. This is because the influence of the pulsation of the secondary current of the motor due to the dynamic characteristics of the sucker rod system is taken into account in the estimation calculation of the optimum counter balance. The selection of the speed setting units 63 and 62 is made by the contact COS / C1 of the control changeover switch 64. Switch 64 at the same time
The signal of "1" is input from the constant device 57 to the optimum counter balance calculator 53 through the contact COS / C2, and the program of the calculator 53 is started.

【0014】つぎに動作について説明する。ここで、カ
ウンタバランスの調整とは、最大カウンタバランストル
クの調整を意味し、最大カウンタバランストルクは、カ
ウンタバランスの回転半径(LC )×カウンタバランス
重量(WC B )で表わされる。つまり、本発明のカウン
タバランスの調整は、カウンタバンスの回転半径(LC
)か、もしくは、カウンタバランス重量(WC B )を
調整することを意味する。以下、簡単のために、カウン
タバランスの重量を調整することで説明する。図3は、
ポンプジャックの定格ストロ−ク速度11.3ストロ−
ク/分、ポンプユニット:API C114−143−
64のポンプユニットに於て、カウンタバランス荷重=
設計値(以下、100%カウンタバランス重量と呼ぶ)
に設定した場合と、カウンタバランス荷重=設計値の1
40%(以下、140%カウンタバランス重量と呼ぶ)
に設定した場合にて、定格速度にて運転した場合のサッ
カロッドトルク、モ−タ二次電流をコンピュ−タシミュ
レ−ションによって求めたものである。図中にポンプジ
ャックストロ−ク位置も示している。図3(a)が10
0%カウンタバランス重量の時、図3(b)が、140
%カウンタバランス重量の時の特性である。
Next, the operation will be described. Here, the adjustment of the counter balance means the adjustment of the maximum counter balance torque, and the maximum counter balance torque is represented by the rotation radius of the counter balance (LC) × the weight of the counter balance (WC B). That is, the adjustment of the counter balance of the present invention is performed by adjusting the rotation radius (LC
) Or adjusting the counterbalance weight (WC B). Hereinafter, for simplicity, description will be made by adjusting the weight of the counter balance. FIG.
Pump jack rated stroke speed 11.3 stroke
Pump / minute, pump unit: API C114-143
In 64 pump units, counterbalance load =
Design value (hereinafter referred to as 100% counterbalance weight)
And the counterbalance load = 1 of the design value
40% (hereinafter referred to as 140% counterbalance weight)
, The sucker rod torque and the motor secondary current when the motor is operated at the rated speed are obtained by computer simulation. The pump jack stroke position is also shown in the figure. FIG.
At the time of 0% counter balance weight, FIG.
It is a characteristic at the time of% counter balance weight.

【0015】図3(a)、(b)を比較することによ
り、カウンタバランス重量を140%にした場合の方
が、アップストロ−ク時のモ−タの二次電流の最大値が
カウンタバランス重量100%の場合より減少し、ダウ
ンストロ−ク時のモ−タ二次電流も符号が替わって電動
トルク側の二次電流になっている様子が分かる。つま
り、カウンタバランス重量を140%より更に大きくす
れば、アップストロ−ク時のモ−タの二次電流とダウン
ストロ−ク時のモ−タ二次電流の最大値を等しく出来る
ことが予想される。即ち、カウンタバランス重量を種々
変更して、アップストロ−クとダウンストロ−ク時のモ
−タの二次電流の最大値の変化に対するカウンタバラン
ス重量を回帰分析すれば、モ−タ二次電流の最大値が等
しくなるカウンタバランス重量を推定出来る。本発明の
第一の実施の形態は、これを原理としたものである。
By comparing FIGS. 3 (a) and 3 (b), when the counterbalance weight is set to 140%, the maximum value of the secondary current of the motor at the time of the upstroke is larger than the counterbalance. It can be seen that the motor secondary current at the time of downstroke is changed from the sign to the secondary current on the electric torque side, which is smaller than the case of 100% by weight. In other words, if the counterbalance weight is further increased beyond 140%, it is expected that the maximum value of the motor secondary current during the upstroke and the maximum value of the motor secondary current during the downstroke can be made equal. You. That is, if the counterbalance weight is variously changed and the counterbalance weight is regression-analyzed with respect to the change in the maximum value of the secondary current of the motor during the upstroke and the downstroke, the motor secondary current is obtained. The counterbalance weight at which the maximum value of Eq. The first embodiment of the present invention is based on this principle.

【0016】図4は、カウンタバランスの重量を5回変
更した場合のモ−タ二次電流の最大値の変化をコンピュ
−タシミュレ−ションによって求め、その結果をプロッ
トして、それぞれについいて回帰直線方程式を求めたも
のである。図4に於て、Y軸は、モ−タのピ−ク電流
比、IP/IPbaseを、X軸は、カウンタバランスウエイ
ト比、WCB/WCBdを与えている。この場合、IPb
aseは、WCB/WCBd=1.0の場合の二次電流最
大値であり、WCBdは、カウンタバランスの設計値と
して表わしている。この場合、アップストロ−クピ−ク
電流に対して、 (IP/IPbase)=−0.941 (WCB/WCBD)+1.94 −−−(1) また、ダウンストロ−クピ−ク電流に対して、 (IP/IPbase)=0.954 (WCB/WCBD)−0.965 −−−(2) の回帰直線方程式が得られた。(1)式と(2)式を連
立して解くことによって、次の(3)式が得られる。 (WCB/WCBD)=1.533 −−−(3) 即ち、WCB/WCBd=1.533、つまり、最も適
切なカウンタバランス重量は、設計値の1.533倍=
3,183Kgと決定出来る。以上の回帰直線方程式
(1)、(2)を導く回帰分析について、最小2乗法な
どによる回帰パラメータa、b(1、2式の0.94
1、1.94、又は0.954、0.965)の導出過
程等については、周知の統計数学の手法に関する分野の
領域なので詳細は省略する。同様に、回帰直線方程式
(1)、(2)の連立方程式についても計算手順は省略
する。
FIG. 4 shows, by computer simulation, a change in the maximum value of the motor secondary current when the weight of the counterbalance is changed five times, and the results are plotted. It is an equation. In FIG. 4, the Y-axis gives the peak current ratio of the motor, IP / IPbase, and the X-axis gives the counter balance weight ratio, WCB / WCBd. In this case, IPb
ase is the secondary current maximum value when WCB / WCBd = 1.0, and WCBd is expressed as a design value of the counter balance. In this case, for the upstroke peak current, (IP / IPbase) =-0.941 (WCB / WCBD) +1.94 --- (1) For the downstroke peak current, (IP / IPbase) = 0.954 (WCB / WCBD) -0.965 A regression linear equation of (2) was obtained. By simultaneously solving the equations (1) and (2), the following equation (3) is obtained. (WCB / WCBD) = 1.533 (3) That is, WCB / WCBd = 1.533, that is, the most appropriate counterbalance weight is 1.533 times the design value =
It can be determined as 3,183 Kg. Regarding the regression analysis for deriving the above regression linear equations (1) and (2), the regression parameters a and b (the 0.94
1, 1.94, or 0.954, 0.965) will not be described in detail since it is in the field of well-known statistical mathematics. Similarly, the calculation procedure is omitted for the simultaneous equations of the regression linear equations (1) and (2).

【0017】次に、以上のカウンタバランスの推定動作
を、図5に示すフローチャートを用いて処理手順に沿っ
て説明する。なお、図5に示すフローチャートには第1
の実施の形態と第2の実施の形態の処理動作の両方を示
してあり、テストモード1のS102〜S116の処理
が第1の実施の形態に関する部分である。先ず、最適カ
ウンタバランス演算器53にロードされている最適カウ
ンタバランス重量演算プログラムが、定数器57の信号
入力により起動されると(S100)、制御切替えスイ
ッチ64の接点COS/C1がテスト試運転の速度設定
器63側に切替えられているかをチェックする(S10
1)。切替わっていれば、テストモードがモード1の回
帰直線方程式による法か、モード2のポンプ負荷推定に
よる法かを判断して、テストモード1の場合はS103
へ、テストモード2の場合はS117へ移行する(S1
02)。S102の判断がテストモード1の場合は、回
帰直線方程式による法が選択され(S103)、最初の
カウンタバランス重量WCB(又は回転半径Lc)を設
定しテスト運転を行う(S104)。ダウンストローク
とアップストロークの検出切替えリレーDET61の状
態をチェックして、リレーDET/C1が”ON」の場
合は(S105)、ダウンストローク運転中のモータの
2次電流瞬時値I2 D (t)の取り込みが開始され、M
EMO1のデータを最大値演算器PCAL43に転送し
て、ダウンストローク時のモータの2次電流最大値I
2 D P (t)を演算検出しメモリテーブルMT45に記
憶する(S106)。2次電流最大値の計算がn回終了
したか?を判断して(S107)、終了していれば、メ
モリテーブル45のデータをもとに平均値演算器MCA
L49で平均値I2 D M を計算する(S108)一方、
S105の判断で、リレーDET/C1が“OFF”で
DET/C2が“ON”の場合は、アップストローク時
の2次電流瞬時値I2 U (t)が取り込まれ、そのME
MO2のデータを最大値演算器PCAL44へ転送し
て、アップストローク時の2次電流最大値I2 U P
(t)を演算検出してメモリテーブル46に記憶する
(S109)。最大値計算がn回終了したか?を判断し
て(S110)、終了していれば、メモリテーブル46
のデータをもとに平均値演算器MCAL50で平均値I
2 U M を計算する(S111)。これでダウンストロー
ク時とアップストローク時の平均値I2 D M 、I2 U M
の演算、記憶が終了したか?を判断する(S112)。
終了していれば、続いてカウンタバランス重量の設定を
変更(例えば100%から140%へ)してポンプジャ
ックの再運転を行う(S113)。変更したカウンタバ
ランス重量について同様に、S105〜S112の2次
電流最大値、平均値の演算、記憶処理を行い、規定(例
えば5種類)のカウンタバランス重量について、全ての
演算、記憶が終了したか?を判断する(S114)。
Next, the operation of estimating the counter balance will be described along the processing procedure with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the flowchart shown in FIG.
2 shows the processing operations of the first embodiment and the second embodiment, and the processing of S102 to S116 in the test mode 1 is a part related to the first embodiment. First, when the optimum counter balance weight calculation program loaded in the optimum counter balance calculator 53 is started by the signal input of the constant device 57 (S100), the contact COS / C1 of the control changeover switch 64 sets the speed of the test test operation. It is checked whether the setting has been switched to the setting device 63 (S10).
1). If the test mode has been switched, it is determined whether the test mode is a method based on the regression linear equation in mode 1 or a method based on the pump load estimation in mode 2.
In the case of the test mode 2, the process proceeds to S117 (S1
02). If the determination in S102 is the test mode 1, the method based on the regression linear equation is selected (S103), the first counterbalance weight WCB (or the turning radius Lc) is set, and a test operation is performed (S104). The state of the down-stroke and up-stroke detection switching relay DET61 is checked, and when the relay DET / C1 is "ON" (S105), the secondary current instantaneous value I 2 D (t) of the motor during the down-stroke operation. Is started, and M
The data of EMO1 is transferred to the maximum value calculator PCAL43, and the secondary current maximum value I of the motor at the time of down stroke is obtained.
2 DP (t) is arithmetically detected and stored in the memory table MT45 (S106). It is determined whether the calculation of the secondary current maximum value has been completed n times (S107). If the calculation has been completed, the average value calculator MCA based on the data in the memory table 45 is determined.
The average value I 2 DM is calculated in L49 (S108).
If the relay DET / C1 is "OFF" and the DET / C2 is "ON" in the judgment of S105, the secondary current instantaneous value I 2 U (t) at the time of the upstroke is taken in, and its ME
MO2 data is transferred to the maximum value calculator PCAL44, and the secondary current maximum value I 2 UP during the up stroke
(T) is detected and stored in the memory table 46 (S109). It is determined whether the maximum value calculation has been completed n times (S110).
The average value calculator MCAL50 calculates the average value I based on the data
2 UM is calculated (S111). With this, the average values I 2 DM and I 2 UM during the down stroke and the up stroke are obtained.
Is determined (S112).
If it has been completed, subsequently, the setting of the counterbalance weight is changed (for example, from 100% to 140%), and the pump jack is restarted (S113). Similarly, the secondary current maximum value and average value calculation and storage processing of S105 to S112 are performed for the changed counterbalance weight, and whether all calculations and storage are completed for the prescribed (for example, 5 types) counterbalance weight. Is determined (S114).

【0018】次に、最適カウンタバランス演算器53の
カウンタバランス演算ソフトによりS108とS111
で求めた平均値を基に統計処理を行い、図5に示すよう
なカウンターバランスWCBと2次電流最大値の関係か
ら、回帰直線方程式(1)、(2)を求める(S11
5)。最後に、回帰直線方程式(1)、(2)の連立解
法によって、例えば、WCB/WCBD=1.533、
として求め、カウンタバランス重量の設計値が2076
Kgなら、2O76×1.533=3.183Kgとし
て、最適カウンタバランス重量が得られる。以上、述べ
たように、第1の実施の形態によれば、テスト運転とし
て複数サイクル以上のポンプジャックの運転によって、
ダウンストロークとアップストロークの2次電流瞬時値
を検出・記憶し、それらの値の最大値の平均値を比較す
ることでカウンタバランスの適、不適を検出して表示
し、これらの記憶値から回帰直線方程式を導き最適カウ
ンタバランスの推定演算を行うので、実運転前に試運転
の形で実際の運転状況に則したカウンタバランス重量の
較正が可能になり、正確で迅速なカウンタバランスの推
定が可能になる。
Next, S108 and S111 are executed by the counter balance calculation software of the optimum counter balance calculator 53.
The regression linear equations (1) and (2) are obtained from the relationship between the counterbalance WCB and the maximum secondary current as shown in FIG.
5). Finally, a simultaneous solution of the regression linear equations (1) and (2) yields, for example, WCB / WCBD = 1.533,
And the design value of the counterbalance weight is 2076
In the case of Kg, the optimal counterbalance weight is obtained as 2076 × 1.533 = 3.183 Kg. As described above, according to the first embodiment, the test operation is performed by operating the pump jack for a plurality of cycles or more as a test operation.
Detects and stores the secondary current instantaneous values of downstroke and upstroke, compares and averages the maximum values of those values, detects and displays the suitability or unsuitability of counter balance, and regresses from these stored values. Estimation of the optimal counterbalance is performed by deriving the linear equation, so that it is possible to calibrate the counterbalance weight in accordance with the actual operating conditions in the form of a test run before actual operation, enabling accurate and quick estimation of the counterbalance. Become.

【0019】次に、本発明の第二の実施の形態について
図を参照して説明する。図7は本発明の第2の実施の形
態に係るポンプジャックのカウンタバランス調整におけ
るトルク係数とクランク角度の特性を示す図である。図
8は図7に示すカウンタバランス調整時のサッカロッド
荷重と電動機2次電流の関係を示す図である。なお、図
1、図2および図5および図6のフローチャートについ
ては第1の実施の形態との共通図として、第2の実施の
形態でも使用するものとする。図1、図2の構成につい
ての重複する説明は省略する。周知の様に、ポリッシド
ロッドロ−ドはポンプジャックの機構によって、決定さ
れるトルク係数によってクランク軸に換算される。図7
は、API C456−304−120のポンプユニッ
トに於けるトルクファクタ(トルク係数)とクランク角
度の特性例を示したものである。図示の様に横軸にクラ
ンク角度を縦軸にトルク係数を取った場合、クランク軸
に換算するためのトルク係数は、ポンプジャックのリン
ク機構の特性によって、単純にクランク角度の正弦関数
値とはなっていない。しかしながら、クランク軸の回転
運動を、ダウンホ−ルポンプの動作に必要な往復運動に
変換するための基本機能が存在するために、トルク係数
のクランク角度に対する特性は、クランクのある角度を
軸にほぼ対称になることが予想される。実際、本例のト
ルク係数は、ほぼ、180degの軸を対称する形にな
っている。例えば、最大トルク係数はアップストロ−ク
75deg点で発生しており、ダウンストロ−クでは、
(180−75)+180=285degにて最大トル
ク係数となっている。本実施の形態では、この特性に着
目し、以下の方法によって、最適カウンタバランス重量
を推定するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a torque coefficient and a crank angle in the counterbalance adjustment of the pump jack according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the sucker rod load and the electric motor secondary current during the counter balance adjustment shown in FIG. Note that the flowcharts of FIGS. 1, 2, 5, and 6 are common to the first embodiment and are used in the second embodiment. 1 and 2 will be omitted. As is well known, a police rod load is converted to a crankshaft by a torque coefficient determined by a pump jack mechanism. FIG.
Fig. 7 shows an example of characteristics of a torque factor (torque coefficient) and a crank angle in a pump unit of API C456-304-120. When the crank angle is plotted on the horizontal axis and the torque coefficient is plotted on the vertical axis as shown in the figure, the torque coefficient for conversion to the crankshaft is simply the sine function value of the crank angle due to the characteristics of the link mechanism of the pump jack. is not. However, since there is a basic function for converting the rotational motion of the crankshaft into the reciprocating motion required for the operation of the down-hole pump, the characteristic of the torque coefficient with respect to the crank angle is almost symmetric about a certain angle of the crank. It is expected to be. In fact, the torque coefficient of this example is substantially symmetric about the axis of 180 deg. For example, the maximum torque coefficient occurs at the 75 deg point of the upstroke, and at the downstroke,
The maximum torque coefficient is obtained at (180−75) + 180 = 285 deg. In the present embodiment, focusing on this characteristic, the optimum counterbalance weight is estimated by the following method.

【0020】つぎに最適カウンタバランスの推定方法に
ついて説明する。今、アップストロ−ク時の最大サッカ
ロッドトルクの設計値が既知であるとすれば、ネットギ
ャボックストルクは、それぞれ、次式にて表わすことが
出来る。
Next, a method of estimating the optimal counter balance will be described. Assuming that the design value of the maximum sucker rod torque at the time of upstroke is known, the net gearbox torque can be expressed by the following equations.

【数1】 ここで、 WP R M :最大ポリシドロッドロ−ド
(lbs) KP J :アップストロ−クにて、最大サッカロッド
トルクを与えるトルク係数 (in) TC B :対応するカウンタバランストルク (in-lbs) WP :ポンプ負荷 (lbs) TL U :アップストロ−クのネットギャボックストルク
(in-lbs) TL D :ダウンストロ−クのネットギャボックストルク
(in-lbs)
(Equation 1) Where: W PRM : maximum polyside rod load
(Lbs) K PJ : Torque coefficient that gives maximum sucker rod torque at upstroke (in) T CB : Corresponding counterbalance torque (in-lbs) W P : Pump load (lbs) T LU : Upstroke -Net net box torque
(in-lbs) T LD : Net torque of downstroke
(in-lbs)

【0021】今、TL U =TL D を与えるTC B を最適
カウウンタバランストルク(=TCB S )として求める
とすると、式(4)、(5)より、 TC B S =KP J (WP R M −WP /2) −−−(6) となる。又、式(4)+(5)により、次の(7)式が
得られる。 WP ・KP J =TP =TL U +TL D −−−(7) ここで、 TP :ポンプ負荷トルク (in-lbs) これより、アップストロ−ク時の最大ネットギャボック
ストルクをモ−タ二次電流ピ−ク値によって、また、そ
の二次電流ピ−ク値の発生点とクランク角180度を対
称軸とするダウンストロ−ク時のネットギャボックスト
ルクをその対称点のモ−タ二次電流値によって検出でき
れば、(7P R )式によって、ポンプ負荷トルクを知る
ことが出来る。ここで、KP J とWPRM は、設計値とし
て既知であるから、(6)式によって、最適カウウンタ
バランストルクを計算することが出来る。
Now, assuming that TCB giving T LU = T LD is determined as the optimal counterbalance torque (= TCBS), from equations (4) and (5), T CBS = K PJ (W PRM −W P / 2)---(6) Further, the following equation (7) is obtained from the equations (4) + (5). W P · K PJ = T P = T LU + T LD --- (7) where: T P : pump load torque (in-lbs) From this, the maximum net gearbox torque during upstroke is calculated. According to the secondary current peak value, and the point at which the secondary current peak value is generated and the net gearbox torque at the time of downstroke with the crank angle of 180 degrees as the axis of symmetry, the mode of the point of symmetry is calculated. If it can be detected by the secondary current value, the pump load torque can be known from the equation ( 7PR ). Here, since K PJ and W PRM are known as design values, the optimal counter balance torque can be calculated by equation (6).

【0022】第二の実施の形態は、以上に述べた推定演
算の方法を原理としている。以下、第二の実施の形態の
具体例を示すと、今、単位法にて、最大ポリッシドロッ
ドトルクの設計値が1.59(p.u.)であるとす
る。また、テスト運転時のカウンタバランストルク(=
C B )の設定値が、1.1(p.u.)で与えられて
いるとする。テスト運転によって、アップストロ−ク時
のモ−タ二次電流ピ−ク値とその時点、このピ−ク電流
値発生時点とアップストロ−クエンド点に対称なダウン
ストロ−ク時のモ−タ二次電流値を検出する。この値を
単位法に換算し、それぞれ、TL U =0.490(p.
u.)、TL D =−0.129(p.u.)と仮定すれ
ば、(7)式から、TP =0.490−0.129=
0.361 (6)式から、TC B S =1.59−(0.361/
2)=1.409 従って、 TC B S (p.u.)=1.1×1.409=1.55
(p.u.) と最適カウウンタバランス重量が推定出来ることにな
る。
The second embodiment is based on the above-described estimation calculation method. Hereinafter, when a specific example of the second embodiment is shown, it is assumed that the design value of the maximum police rod torque is 1.59 (pu) by the unit method. In addition, the counterbalance torque (=
Assume that the set value of T CB ) is given by 1.1 (pu). By the test operation, the motor secondary current peak value at the time of the upstroke and the time, the motor at the time of the downstroke which is symmetrical to the peak current value generation time and the upstroke end point. The secondary current value is detected. This value was converted to the unit method, and T LU = 0.490 (p.
u. ), Assuming T L D = -0.129 (p.u. ), From (7), T P = 0.490-0.129 =
0.361 From the equation (6), T CBS = 1.59− (0.361 /
2) = 1.409 Therefore, T CBS (pu) = 1.1 × 1.409 = 1.55
(Pu) and the optimum counter balance weight can be estimated.

【0023】次に以上のカウンタバランス推定を、図5
および図6に示すフローチャートを参照して実際の処理
手順に沿って説明する。先ず、最適カウンタバランス演
算器53にロードされている、テストモード2の“ポン
プ負荷推定による法”の最適カウンタバランス重量演算
プログラムが、定数器57からの信号入力により起動さ
れると(S100)制御切替えスイッチ64の接点がテ
スト試運転の速度設定器63側に切替えられているか?
をチェックする(S101)。続いてテストモードが1
か2を判断して、テストモード2の“ポンプ負荷推定に
よる法”の場合はS117へ移行する。テストモード2
によるポンプ負荷推定による法により(S117)、
(S118)、任意のカウンタバランス重量を設定しテ
スト運転を行う8S119)。DET/C1がON、つ
まりダウンストローク時の2時電流瞬時値検出か?、O
FF時のアップストローク時の2次電流瞬時値検出か?
を判断し(S120)、OFFの場合はMEMO42の
データを転送して、最適カウンタバランス演算器53に
よりアップストローク時のモータ2次電流ピーク値と経
過信号48から、その時点の時間を検出し記憶する(S
121)。引き続き、2次電流が最大値になった時間と
アップストロークエンド時間より図7に示すようにアッ
プストロークエンドを対称軸とするダウンストローク時
間を計算する(S122)。また、S120の判断でD
ET/C1が“ON”時、つまりダウンストローク時の
瞬時値検出の場合は、MEMO41のデータを転送して
ダウンストローク時の2次電流最大値と、その時間を記
憶する(S123)。S122において計算された対象
ダウンストローク時間に対応したダウンストロークの2
次電流値を検出、記憶する(S124)。アップストロ
ークの2次電流最大値と対応するダウンストロークの2
次電流からTL U 、TL D を求め、(7)式によりポン
プ負荷トルクTP を推定する(S125)。推定したポ
ンプ負荷トルクTP と最大ポリッシドロットトルクW
P R M の設計値等から(6)式によって、最適カウンタ
バランス重量を計算する(S126)。以上で説明し
た、二つの方式の最適カウンタバランス推定演算は、図
5および図6においては、第一の方式をテストモ−ド1
として”回帰直線方程式による法”、第二の方式を、テ
ストモ−ド2として、”ポンプ負荷推定による法”と呼
称して、その処理手続きを示している。ここで、テスト
モ−ド1とテストモ−ド2の選択は、図2の構成には、
図示していないが、手動入力によって切り替える様に考
慮している。
Next, the above counter balance estimation is performed as shown in FIG.
The actual processing procedure will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the optimum counter balance weight calculation program of the "method by pump load estimation" in test mode 2 loaded into the optimum counter balance calculator 53 is started by a signal input from the constant unit 57 (S100), control is performed. Is the contact of the changeover switch 64 switched to the speed setting unit 63 side of the test test run?
Is checked (S101). Then the test mode is 1
It is determined whether or not the test mode 2 is satisfied, and in the case of the “method based on pump load estimation” in the test mode 2, the process proceeds to S117. Test mode 2
By the method based on the pump load estimation (S117),
(S118), an arbitrary counter balance weight is set and a test operation is performed 8S119). DET / C1 is ON, that is, instantaneous 2:00 current value detection during downstroke ?, O
Is the secondary current instantaneous value detected during the up stroke during FF?
(S120), and if OFF, the data of the MEMO 42 is transferred, and the optimum counter balance calculator 53 detects and stores the time at that point in time from the peak value of the motor secondary current during the upstroke and the elapsed signal 48. Do (S
121). Subsequently, the downstroke time with the upstroke end as the axis of symmetry is calculated as shown in FIG. 7 from the time when the secondary current has reached the maximum value and the upstroke end time (S122). Also, D is determined in S120.
When ET / C1 is "ON", that is, when the instantaneous value is detected at the time of the downstroke, the data of the MEMO 41 is transferred and the maximum secondary current at the time of the downstroke and the time are stored (S123). 2 of the downstroke corresponding to the target downstroke time calculated in S122
The next current value is detected and stored (S124). The secondary current maximum value of the up stroke and the 2
T LU from the following current, obtains a T LD, estimates the pump load torque T P (7) below (S125). Estimated pump load torque T P and the maximum Porisshi de lot torque W
By the design values or the like of PR M (6) formula to calculate the optimum counterbalance weight (S126). The optimal counterbalance estimating calculation of the two methods described above is performed in the test mode 1 in the first method in FIGS.
The second method is referred to as "method based on pump load estimation" in test mode 2 and its processing procedure is shown. Here, the selection of test mode 1 and test mode 2 is based on the configuration shown in FIG.
Although not shown, it is considered that switching is performed by manual input.

【0024】次に、本発明において、カウンタバランス
の最適値を推定演算する際のポンプジャックの速度を、
定格ストロ−ク速度より低い速度を速度設定器63によ
って設定する理由を説明する。図8は、25%ストロ−
ク速度に於けるサッカロッドトルク、モ−タ二次電流を
コンピュ−タシミュレ−ションによって求めたものであ
る。図3の100%ストロ−ク速度の場合に比べ、明ら
かにサッカロッド系の動特性に基くサッカロッドロ−ド
の脈動、モ−タ二次電流の脈動が低減している。つまり
ポンプジャックのストロ−ク速度を低下せしめることに
より、二次電流の脈動によって生じるかも知れなピ−ク
値の誤検出の問題を排除することが出来る。速度設定器
63は、この目的のために設けたものである。以上述べ
た様に、本発明のカウンタバランスの調整システムで
は、二つの方式が設定出来るが、既に述べた様に、”回
帰直線方程式による法”は、カウンタバランスの設定変
更と云う作業を伴うが、実際の運転状態のもとで、その
最適値を演算推定するので、設計計算値よりカウンタバ
ランスを決定する従来の方法に比べ、サッカロッド荷重
やポンプ負荷の設計値と実際値の差に影響されないの
で、正確な推定が出来ると云う特長がある。他方、”ポ
ンプ負荷推定による法”は、アップロ−ド時の最大サッ
カロッドトルクの設計値が必要であると云う短所はある
が、カウンタバランスの設定変更と云う作業を必要とし
ない長所がある。勿論、第二の方法は、最大サッカロッ
ドトルクの設計値を使用する点では、必ずしも精度の良
いカウンタバランス最適値の決定が出来るとは限らな
い。つまり、”ポンプ負荷推定による法”は、カウンタ
バランス最適値の決定の簡易決定法として採用すれば最
適である。また、本発明では、コントロ−ラのソフト処
理の負担を軽減するために、以上の最適カウウンタバラ
ンス演算のソフトウアエアは、切替スイッチ64が、テ
スト側に切り替わった時のみに起動可能としている。従
って、通常のカウンタバランスの適否は、前述の様に、
コンパレ−タ51の出力をモニタ52にて監視する様に
考慮している。つまり、このモニタに、度々、カウンタ
バランス異状が表示される時、切替スイッチ64をテス
ト側に切替えて、カウンタバランス最適値決定のプログ
ラムを起動する様にして、ポンプジャックを常に最適カ
ウンタバランス重量の状態で運転できるようにしてい
る。また、従来では、カウンタバランスの調整が適当で
ない場合は、アップストロ−ク時とダウンストロ−ク時
のモ−タの最大負荷が大巾に異なったものとなり、も
し、選定されたモ−タがカウンタバランスによる負荷容
量の低減を織り込んで選定されている場合には、明らか
に過負荷の状態に置かれて、この過負荷状態のまま稼動
を続ければ、遂には、モ−タの焼損、或いは、減速機を
含む駆動機構の重大な故障の要因となるものであった。
といって、逆に、この最大アンバランス荷重を考慮して
モ−タや減速機を選定すれば、それだけ、駆動容量が大
きくなってしまうという背反条件下に置かれていた。カ
ウンタバランスの適正値は、一般に、設計値によって検
討され決定されているので、設計値と実際値とでは差が
あり、また、設備稼動後に運転条件が変更される場合も
あって、この調整が十分でないことが多かったので、本
発明のカウンタバランス調整システムを採用し、カウン
タバランスの調整を行えば、これらの問題解決が可能で
あり、駆動系に掛かるピ−クトルクも低減出来る。ま
た、カウンタバランスの調整が最適である場合とそうで
ない場合のモ−タに掛かる最大トルクの差は、例えば、
図4の例でも明らかなように、最適カウンタバランス状
態でのモ−タ二次電流ピ−ク比、つまり、本発明によれ
ば必要最大トルクを50%に低下させることが可能とな
っている。以上のように、ここまではカウンタバランス
の調整対象をウェイト調整として説明してきたが、調整
対象はカウンタバランスの半径としても勿論可能であ
る。
Next, in the present invention, the pump jack speed at the time of estimating and calculating the optimum value of the counter balance is
The reason why the speed setter 63 sets a speed lower than the rated stroke speed will be described. FIG. 8 shows a 25%
The sucker rod torque and the motor secondary current at the starting speed were obtained by computer simulation. Compared to the case of the 100% stroke speed in FIG. 3, the pulsation of the sucker rod load and the pulsation of the motor secondary current based on the dynamic characteristics of the sucker rod system are clearly reduced. In other words, by reducing the stroke speed of the pump jack, it is possible to eliminate the problem of erroneous peak value detection that may be caused by the pulsation of the secondary current. The speed setting device 63 is provided for this purpose. As described above, in the counter balance adjustment system of the present invention, two methods can be set. As described above, the “method by the regression linear equation” involves the operation of changing the counter balance setting. Calculates and estimates the optimum value under the actual operating condition, so it affects the difference between the design value and the actual value of the sucker rod load or pump load compared to the conventional method of determining the counter balance from the design calculation value. Since it is not performed, there is a feature that accurate estimation can be performed. On the other hand, the "method based on pump load estimation" has a disadvantage that a design value of the maximum sucker rod torque at the time of uploading is required, but has an advantage that it does not require the work of changing the counter balance setting. Of course, the second method cannot always determine an accurate counterbalance optimum value in terms of using the design value of the maximum sucker rod torque. In other words, the "method based on pump load estimation" is optimal if it is adopted as a simple determination method for determining the optimum value of the counterbalance. Further, in the present invention, in order to reduce the load on the software processing of the controller, the software software for the above-described optimal counter balance calculation can be activated only when the changeover switch 64 is switched to the test side. Therefore, whether the normal counter balance is appropriate or not, as described above,
It is considered that the output of the comparator 51 is monitored by the monitor 52. That is, when the counter balance abnormality is frequently displayed on this monitor, the changeover switch 64 is switched to the test side to start the program for determining the optimum value of the counter balance, and the pump jack is always set to the optimum counter balance weight. It is possible to drive in the state. Conventionally, when the counter balance is not properly adjusted, the maximum load of the motor at the time of the upstroke and at the time of the downstroke greatly differ from each other. Is selected in consideration of the reduction of load capacity by the counterbalance, it is obviously placed in an overload state, and if the operation is continued in this overload state, the motor will eventually burn out, Or, it causes a serious failure of the drive mechanism including the reduction gear.
However, conversely, if a motor or a reduction gear is selected in consideration of the maximum unbalance load, the driving capacity is increased accordingly. The appropriate value of the counterbalance is generally determined by considering the design value.Therefore, there is a difference between the design value and the actual value, and the operating condition may be changed after the equipment is operated. In many cases, these problems are not sufficient, and if the counter balance adjustment system of the present invention is employed to adjust the counter balance, these problems can be solved and the peak torque applied to the drive system can be reduced. The difference between the maximum torque applied to the motor when the adjustment of the counter balance is optimal and when it is not is, for example,
As is apparent from the example of FIG. 4, the motor secondary current peak ratio in the optimum counterbalance state, that is, according to the present invention, the required maximum torque can be reduced to 50%. . As described above, the adjustment target of the counter balance has been described as the weight adjustment. However, the adjustment target may be, of course, the radius of the counter balance.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、第1の発明によれ
ば、異なる既知のカウンタバランスの設定において、ポ
ンプジャックを複数サイクルn以上運転し、二次電流瞬
時値の最大値とカウンタバランスのデータよりアップス
トローク時の二次電流最大値の変化に対するカウンタバ
ランスの変化を推定する回帰直線方程式と、ダウンスト
ローク時の二次電流最大値の変化に対するカウンタバラ
ンスの変化を推定する回帰直線方程式を求めて、両直線
の交点より最適カウンタバランス値を求めるように構成
したので、詳細サッカロッド荷重データを必要とせずに
カウンタバランスの最適値を実際の使用条件下で正確に
決定できることによって、駆動系に掛かるピークトルク
を低減して、電動機の必要最大トルクを低減できるとい
う効果がある。また、第2の発明によれば、最大アップ
ストローク運転時のギヤボックストルクの値を既知の値
として、任意のカウンタバランスの設定において、ポン
プジャックの複数サイクルn以上の運転によってアップ
ストローク時の二次電流瞬時値の最大値と、その最大値
になる時間のデータを獲得し、このデータによりアップ
ストロークエンドを対称軸とするダウンストローク時の
二次電流瞬時値を読出し両者の値の代数和によって、ポ
ンプ負荷の推定を行い、その1/2量を最大ギヤボック
ストルクより減算して最適カウンタバランス値を求める
ように構成したので、カウンタバランスの重量または半
径の変更を行う必要のない簡単な手続きによって最適カ
ウンタバランスの決定を迅速に行うことが可能になり、
駆動系に掛かるピークトルクを低減して電動機の必要最
大トルクを低減できる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in setting different known counter balances, the pump jack is operated for a plurality of cycles n or more, and the maximum secondary current instantaneous value and the counter balance are set. From the data, a regression linear equation for estimating the change in the counterbalance with respect to the change in the secondary current maximum value during the upstroke and a regression linear equation for estimating the change in the counterbalance for the change in the secondary current maximum value during the downstroke are obtained. The optimal counterbalance value is determined from the intersection of the two straight lines, so that the optimal value of the counterbalance can be accurately determined under the actual use conditions without the need for detailed sucker rod load data. There is an effect that the required peak torque of the electric motor can be reduced by reducing the applied peak torque. According to the second invention, the value of the gearbox torque at the time of the maximum upstroke operation is set as a known value. Data on the maximum value of the instantaneous secondary current value and the time at which the maximum value is reached are obtained. From this data, the secondary current instantaneous value at the time of the downstroke with the upstroke end as the axis of symmetry is read, and the algebraic sum of the two values is read. , The pump load is estimated, and half of the estimated value is subtracted from the maximum gearbox torque to obtain the optimum counterbalance value. Therefore, a simple procedure that does not require changing the weight or radius of the counterbalance. This makes it possible to quickly determine the optimal counter balance,
There is an effect that the peak torque applied to the drive system can be reduced to reduce the required maximum torque of the electric motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る誘導電動機の
ベクトル制御インバータを適用したポンプジャックのカ
ウンタバランス調整装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pump jack counterbalance adjusting device to which a vector control inverter of an induction motor according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1に示すカウンタバランス調整装置の制御ブ
ロック図である。
FIG. 2 is a control block diagram of the counter balance adjusting device shown in FIG.

【図3】図1に示すポンプジャックのコンピータシミュ
ーレーションによるサッカロッド荷重と電動機二次電流
の関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a sucker rod load and a secondary current of a motor by computer simulation of the pump jack shown in FIG. 1;

【図4】図2に示す最適カウンタバランス演算器の演算
による回帰直線方程式の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a regression linear equation calculated by an optimum counter balance calculator shown in FIG. 2;

【図5】図4に示す最適カウンタバランス重量演算のフ
ローチャートの一部である。
FIG. 5 is a part of a flowchart of an optimum counter balance weight calculation shown in FIG. 4;

【図6】図4に示す最適カウンタバランス重量演算のフ
ローチャートの一部である。
FIG. 6 is a part of a flowchart of an optimum counter balance weight calculation shown in FIG. 4;

【図7】本発明の第2の実施の形態に係るポンプジャッ
クのカウンタバランス調整におけるトルク係数とクラン
ク角度の特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a torque coefficient and a crank angle in counterbalance adjustment of a pump jack according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7に示すカウンタバランス調整時のサッカロ
ッド荷重と電動機二次電流の関係を示す図である。
8 is a diagram showing the relationship between the sucker rod load and the motor secondary current at the time of the counter balance adjustment shown in FIG. 7;

【図9】従来のポンプジャックのロッド荷重の特性図で
ある。
FIG. 9 is a characteristic diagram of a rod load of a conventional pump jack.

【図10】図9に示すポンプジャックの速度200%時
のロッド荷重の特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram of a rod load at a speed of 200% of the pump jack shown in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプジャック駆動用モータ 2 速度検出器 3 インバータ制御部 4 カウンタバランス調整装置 31 直線指令器 32 速度調整器 33 電流調整器 34 PWM制御器 41 MEMO1 42 MEMO2 43、44 二次電流最大値演算器 45、46 メモリテーブル 47 タイミングパルス発生器 48 経過時間信号発生器 49、50 平均値演算器 51、56 コンパレータ 52、54 ディスプレイ 53 最適カウンタバランス演算器 55 ストローク時間演算器 57 定数器 58 基準点信号発生器 59 切替えスイッチ 60 シーケンス記憶メモリ 61 検出切替えリレー 62、63 速度設定器 64 制御切替えスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump motor for motor drive 2 Speed detector 3 Inverter control part 4 Counter balance adjustment device 31 Linear commander 32 Speed adjuster 33 Current adjuster 34 PWM controller 41 MEMO1 42 MEMO2 43,44 Secondary current maximum value calculator 45 , 46 memory table 47 timing pulse generator 48 elapsed time signal generator 49, 50 average value calculator 51, 56 comparator 52, 54 display 53 optimal counter balance calculator 55 stroke time calculator 57 constant unit 58 reference point signal generator 59 changeover switch 60 sequence storage memory 61 detection changeover relay 62, 63 speed setting device 64 control changeover switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮野 利雄 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 (72)発明者 河野 哲雄 福岡県北九州市八幡西区小鷺田町13−20 有限会社 システム技研内 (72)発明者 リチャード・エル・プラット アメリカ合衆国 オハイオ州 45240 シ ンシナチー ケンパー スプリングス ド ライブ 11895、 エレクトリック・モー タ・システムズ・インク内 (72)発明者 ブライアン・マッキノン カナダ国 アルバータ州 ティ−2シー3 シー6 カルガリー 76 アベニュー サ ウスイースト 5115、ワーマック・エレク トリック・リミテッド内 Fターム(参考) 5H576 AA05 BB02 DD04 EE01 EE11 GG04 JJ03 JJ17 LL07 LL22 5H607 AA04 BB01 BB06 CC01 CC05 CC07 EE38 FF06 HH03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshio Miyano 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-city, Fukuoka Prefecture Inside Yaskawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Richard El Prat Inventor Richard El Prat 45240 Cincinnati Kemper Springs Drive, Ohio United States 11895, Inside Electric Motor Systems, Inc. (72) Inventor Brian McKinnon T-2, Alberta, Canada Sea 3 Sea 6 Calgary 76 Avenue Southeast 5115, F-term in Warmac Electric Limited 5H576 AA05 BB02 DD04 EE01 EE11 GG04 JJ03 JJ17 LL07 LL22 5H607 AA04 BB01 BB0 6 CC01 CC05 CC07 EE38 FF06 HH03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可変電圧、可変周波数電源にて、速度制
御出来る様に構成した誘導電動機駆動のポンプジャック
のカウンタバランス調整方法において、 任意のカウンタバランス重量または半径に於て、ポンプ
ジャックをnサイクル以上運転(n≧1)し、アップス
トロ−ク時とダウンストロ−ク時のそれぞれの駆動電動
機の二次電流瞬時値の最大値を検出、記憶する手段、n
サイクル運転によって得られたn個の最大値に対する平
均値(IU 1 、ID 1 )を求める手段、更に、ポンプジ
ャックのカウンタバランスの重量または半径を変更し
て、同様にnサイクル以上の運転を行ない、変更したカ
ウンタバランスの下でのアップストロ−クとダウンスト
ロ−ク時のn個の二次電流の最大値の平均値(IU 2
D 2 )を求める手段を設け、アップストロ−ク時の二
次電流の最大値の平均値(I U 1 、IU 2 )によって、
アップストロ−ク二次電流最大値とカウンタバランス重
量または半径の変化に対する回帰直線方程式を求め、他
方、ダウンストロ−ク時の二次電流の最大値の平均値
(ID 1 、ID 2 )によってダウンストロ−ク二次電流
最大値とカウンタバランス重量または半径の変化に対す
る回帰直線方程式を求め、両直線の交点によって、最適
なカウンタバランス重量または半径を決定することを特
徴とするポンプジャックのカウンタバランス調整方法。
1. A speed control system using a variable voltage and variable frequency power supply.
Induction motor driven pump jack configured to be controlled
In the counter balance adjustment method of the above, the pump
Operate the jack for at least n cycles (n ≧ 1)
Electric drive for each of stroke and downstroke
Means for detecting and storing the maximum value of the instantaneous secondary current of the machine, n
The average for the n maximum values obtained by cycle operation
Average (IU 1 , ID 1 Means), and the pump
Change the weight or radius of the jack counterbalance
Operation for at least n cycles, and
Upstroke and downstroke under counterbalance
The average value (I) of the maximum values of the n secondary currents during the strokeU 2 ,
ID Two ) Is provided, and two
Average value of the maximum value of the next current (I U 1 , IU 2 )
Upstroke secondary current maximum value and counterbalance weight
Calculate the regression line equation for the change of the amount or radius, and
On the other hand, the average value of the maximum secondary current during downstroke
(ID 1 , ID 2 ) By the downstroke secondary current
Maximum and counter balance for weight or radius changes
Regression line equation
Special counterbalance weight or radius.
Adjustment method of pump jack counter balance.
【請求項2】 請求項1記載のポンプジャックのカウン
タバランス調整方法において、 ポンプジャックのカウンタバランスの重量または半径を
m回以上(m≧2)変更して、同様に、nサイクルの運
転を行ない、アップストロ−ク時の二次電流の最大値の
平均値(IU 1 、IU 2 、IU 3 、・・、IU m )によ
って、アップストロ−ク二次電流最大値とカウンタバラ
ンスの重量又は半径の変化に対する回帰直線方程式を求
め、他方、ダウンストロ−ク時の二次電流の最大値の平
均値(I D 1 、ID 2 、ID 3 、・・、ID m )によっ
てダウンストロ−ク二次電流最大値とカウンタバランス
重量または半径の変化に対する回帰直線方程式を求め、
両直線の交点によって、最適なカウンタバランスを決定
することを特徴とするポンプジャックのカウンタバラン
ス調整方法。
2. A pump jack count according to claim 1.
In the balance adjustment method, adjust the weight or radius of the pump jack counterbalance.
Change m or more times (m ≧ 2), and operate
The maximum value of the secondary current during upstroke.
Average value (IU 1 , IU 2 , IU 3 , ..., IU m By)
Therefore, the maximum secondary current of the upstroke and the counter
Find the regression line equation for the change in weight or radius of the
On the other hand, the maximum value of the secondary current during downstroke
Average (I D 1 , ID 2 , ID 3 , ..., ID m By)
Downstroke secondary current maximum value and counter balance
Find the regression linear equation for changes in weight or radius,
The optimal counter balance is determined by the intersection of both straight lines
Counterbalance balun for pump jack
Adjustment method.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のポンプジャック
のカウンタバランス調整方法において、 少なくとも、ポンプジャックの1サイクル以上の運転に
よって、アップストロ−クとダウンストロ−ク運転時の
各ストロ−ク時間に対する二次電流の瞬時値をサンプリ
ング検出し、この検出した電流値と対応するサンプリン
グ時間を対としてテ−ブルに記憶する手段、アップスト
ロ−クエンド時間を検出する手段、該テ−ブルの値から
アップストロ−ク時の二次電流最大値(IU P )とその
時間(以下、二次電流最大値時間と呼ぶ)を検出する手
段、また、該テ−ブルから、アップストロ−ク時に於け
る二次電流の最大値時間からアップストロ−クエンド迄
の時間に等しい経過時間のダウンストロ−ク時間の二次
電流瞬時値(ID X )を検出する手段を設け、該電流値
の代数和(IU P +ID X )によってポンプ負荷トルク
を推定し、この1/2を最大ポリシドロッドトルクより
減算した値を最適カウンタバランストルクとして推定す
ることを特徴とするポンプジャックのカウンタバランス
調整方法。
3. The pump jack counter balance adjusting method according to claim 1, wherein at least one stroke of the pump jack causes at least one cycle of operation to perform upstroke and downstroke operation. Means for sampling and detecting the instantaneous value of the secondary current with respect to time, storing the detected current value and the corresponding sampling time as a pair in a table, means for detecting the upstroke end time, and the value of the table Means for detecting the secondary current maximum value (I UP ) during the upstroke and its time (hereinafter referred to as the secondary current maximum value time) from the table. It takes the maximum value time from the up stroke of the secondary current - Kuendu up time equal to the elapsed time of the down stroke of the - secondary current instantaneous value of the click time means for detecting (I DX) Only, pumps estimates the pump load torque by the algebraic sum of the current values (I UP + I DX), and estimates a value obtained by subtracting the maximum policy de rod torque the 1/2 as the best counterbalance torque Jack counter balance adjustment method.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のポン
プジャックのカウンタバランス調整方法において、 アップストロークとダウンストローク時の二次電流の最
大値の各平均値の差を演算し、演算結果よりカウンタバ
ランスの適、不適を判断して、カウンタバランスの最適
値決定のプログラムを起動することを特徴とするポンプ
ジャックのカウンタバランス調整方法。
4. The method according to claim 1, wherein a difference between respective average values of the maximum values of the secondary currents during the up stroke and the down stroke is calculated. A method for adjusting the counterbalance of a pump jack, comprising determining whether or not the counterbalance is appropriate based on the result and activating a program for determining an optimum value of the counterbalance.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載のポン
プジャックのカウンタバランス調整方法において、 カウンタバランスの最適値決定の推定演算を行う際に、
制御切替えスイッチをテスト側に切替えてポンプジャッ
クの速度を定格ストローク速度より低い速度に設定する
ことを特徴とするポンプジャックのカウンタバランス調
整方法。
5. The method for adjusting the counterbalance of a pump jack according to any one of claims 1 to 4, wherein the estimation calculation for determining the optimum value of the counterbalance is performed.
A pump jack counter balance adjusting method, wherein a control switch is switched to a test side to set a pump jack speed to a speed lower than a rated stroke speed.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載のポン
プジャックのカウンタバランス調整方法において、 カウンタバランスの最適値決定のプログラムは、回帰直
線方程式による法とポンプ負荷推定による法をテストモ
ードにより選択して実行することを特徴とするポンプジ
ャックのカウンタバランス調整方法。
6. The method according to claim 1, wherein the program for determining the optimum value of the counterbalance is a test mode using a method based on a regression linear equation and a method based on pump load estimation. And a pump jack counter balance adjustment method.
【請求項7】 ポンプジャックを駆動する誘導電動機を
可変電圧、可変周波数電源のインバータで速度制御する
ホンプジャック駆動系の駆動容量を低減するためのカウ
ンタバランスを調整するポンプジャックのカウンタバラ
ンス調整装置において、 定数器からの入力信号によってカウンタバランスの最適
値決定のプログラムを起動するプログラム起動手段と、
前記カウンタバランスの最適値決定プログラムが起動さ
れると共に制御スイッチを切替えて定格ストローク速度
より低い速度を設定するテスト速度設定手段と、テスト
モード選択によりカウンタバランスの最適値決定プログ
ラムの回帰直線方程式による法を選択するテストモード
選択手段と、カウンタバランス重量または半径を設定し
変更を行うカウンタバランス設定手段と、前記設定およ
び変更されるカウンタバランスに基づきアップストロー
ク時とダウンストローク時のそれぞれの駆動電動機の二
次電流瞬時値の最大値を検出、記憶する手段と、前記最
大値に対する各平均値を求める平均値検出手段と、前記
各平均値の差を演算してカウンターバランスの適、不適
を判断するカウンタバランス判定手段と、前記アップス
トローク時の二次電流の最大値の平均値によってアップ
ストローク二次電流最大値とカウンタバランスの変化に
対する回帰直線方程式を求め、ダウンストローク時の二
次電流の最大値の平均値によってダウンストローク二次
電流最大値とカウンタバランスの変化に対する回帰直線
方程式を求めて、両直線の交点により最適カウンタバラ
ンス重量または半径を決定する演算を行う最適カウンタ
バランス演算手段を有することを特徴とするポンプジャ
ックのカウンタバランス調整装置。
7. A pump jack counter balance adjusting device for adjusting a counter balance for reducing a drive capacity of a pump jack drive system in which an induction motor for driving a pump jack is speed-controlled by an inverter of a variable voltage and a variable frequency power supply. A program starting means for starting a program for determining an optimum value of the counter balance by an input signal from the constant device;
A test speed setting means for setting the speed lower than the rated stroke speed by switching the control switch upon activation of the counter balance optimum value determination program, and a method based on a regression linear equation of the counter balance optimum value determination program by selecting a test mode. , A counter balance setting means for setting and changing the counter balance weight or radius, and a drive motor for each of an up stroke and a down stroke based on the set and changed counter balance. Means for detecting and storing the maximum value of the instantaneous current instantaneous value, average value detecting means for calculating each average value for the maximum value, and a counter for calculating the difference between the average values to determine whether or not the counterbalance is appropriate. Balance determination means, and secondary during the upstroke. The regression linear equation for the maximum value of the up-stroke secondary current and the change in the counter balance is obtained from the average value of the maximum value of the flow, and the maximum value of the down-stroke secondary current and the counter are calculated by the average value of the maximum value of the secondary current during the down stroke. A counterbalance adjusting device for a pump jack, comprising an optimum counterbalance calculating means for calculating a regression linear equation for a change in balance and determining an optimum counterbalance weight or radius based on an intersection of both straight lines.
【請求項8】 請求項7記載のポンプジャックのカウン
タバランス調整装置において、 テストモード選択によりカウンタバランスの最適値決定
プログラムのポンプ負荷推定による法を選択するテスト
モード選択手段と、アップストロークとダウンストロー
ク運転時の各ストローク時間に対する二次電流の瞬時値
をサンプリング検出し、検出した電流値と対応するサン
プリング時間を対としてテーブルに記憶する記憶手段
と、アップストロークエンド時間を検出するストローク
エンド時間検出手段と、前記テーブルの値からアップス
トローク時の二次電流最大値(IU P )とその時間を検
出する時間検出手段と、前記テーブルからアップストロ
ーク時における二次電流最大値時間からアップストロー
クエンド迄の時間に等しい経過時間のダウンストローク
時間の二次電流瞬時値(ID X )を検出する手段と、前
記電流値の代数和によってポンプ負荷トルクを推定し、
前記ポンプ負荷トルクの1/2を最大ポリシドロッドト
ルクより減算した値を最適カウンタバランストルクとし
て推定する最適カウンタバランス演算手段を有すること
を特徴とするポンプジャックのカウンタバランス調整装
置。
8. A pump jack count according to claim 7.
In the balance adjustment device, the optimum value of the counter balance is determined by selecting the test mode.
Test to select a method by estimating the pump load of the program
Mode selection means, upstroke and downstroke
Instantaneous value of secondary current for each stroke time during
Of the detected current value and the corresponding sample
Storage means for storing pulling times in pairs in a table
And stroke to detect the up stroke end time
End time detection means and
The secondary current maximum value (IU P) And the time
Means for detecting the output time and an upstroke from the table.
From the maximum secondary current time during
Downstroke with elapsed time equal to the time to finish
Instantaneous secondary current of time (IDX ) Means to detect
The pump load torque is estimated by the algebraic sum of the current values,
One half of the pump load torque is
The value subtracted from the torque is the optimal counterbalance torque.
Having an optimal counter balance calculating means for estimating
Counterbalance adjustment device for pump jack
Place.
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