[发明专利]一种抽油机平衡调节仪及抽油机平衡结构调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及：1、一种测量、监测抽油机平衡状态，用于抽油机平衡结构调节的仪器；2、一种测量油井供液量状态，根据测量结果，控制抽油机启停，实现自动间歇开井的采油间抽控制仪器；3、一种测量、监测反映抽油机井工作状态的曲线图形及其有关数据的仪器，特别涉及测量、监测反映抽油泵工作状态的各种示功图及其有关数据的仪器；4、一种测量采油消耗电量、产液量等的计量仪器；5、一种根据对供电电源、抽油机电机、抽油机具、现场失盗等异常情况的监测，自动实施报警、保护的仪器；6、一种采油综合测试、诊断、控制仪器，它根据测量、监测结果，用于下述方面：——抽油机平衡结构调节；——采油间抽控制；——通过对相关的曲线图形(含示功图)及其有关数据的分析，实施对抽油机井的诊断；——采油消耗电量、产液量等的计量；一一对供电电源、抽油机电机、抽油机具、现场失盗等异常情况，自动实施报警、保护等；7、一种采油测控系统的数据采集、传输单元；8、一种抽油机平衡结构的调节方法。

技术背景

抽油机需要根据测试结果，来调节平衡块的位置，使平衡结构达到平衡状态，实现正常运行。

为平衡结构调节而测得的参数，被称为“实测参数”，调节平衡结构实际需要的参数，被称为“实调参数”。如果“实测参数”与“实调参数”具有相同的属性，则其被称为“调节直接参数”，反之，则其被称为“调节间接参数”。

现行游梁式抽油机平衡状态的测试，是根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5050-93《游梁式抽油机的使用与维护》之3.3所述的“平衡电流法”进行的。“平衡电流法”，用钳形电流表测出电机在上、下冲程各自的最大电流，根据比较二者的大小，加以判断，来调节平衡块在曲柄上的位移，以实现平衡。

“平衡电流法”的缺点是：1、“实测参数”是电流，“实调参数”是位移，属于“调节间接参数”，不能给出位移与电流的确定关系，调节中，只能根据电流，凭经验，对平衡块应调位移作大概估计，通过多次试调，逐步完成，不仅费时，而且不准，导致了不少的游梁式抽油机实际上是在偏离正常平衡状态下运行；2、理论和实践指明，按“平衡电流法”调得很准，百分之百地达到电流平衡，并不是最省电的状态(详见，《石油工业节能技术》316页之(4)——石油工业出版社2000年8月第1版)；3、由于上述原因，使得很多运行中的游梁式抽油机平衡状态欠佳，因而浪费了大量电能。

解决上述问题的关键，在于提供一个能够给出“调节直接参数”的仪器。

CN87205901号《抽油井数字示功仪》专利，公开了一种测量示功图的智能化仪器，它把采集到的悬点载荷参数、光杆位移参数，提交微机系统，进行运算处理，得出了地面示功图以及任一深度的井下(泵)示功图。

CN87205901号专利，对美国的载荷传感器、位移传感器进行了调整和改进。

ZL95220627.7号《便携式抽油机井功图量液仪》专利，对CN87205901号专利进一步加以改进，增加了计算产液量的功能，对载荷传感器、位移传感器也进行了改进，并给出了便携式结构，功能得以扩展。

但是，二专利尚有如下不足：

1、传感器安装在不稳定的运动物体——光杆系统上，在运行过程中，不稳定的柔性多维振动(因柔性传动件——钢丝绳而造成)容易导致仪器的损坏；

2、传感器处于井口上方，井口上方是一个危险区，在修井作业中，仪器如不拆除，易于被拆、装的油管及运行的机具所碰撞，也易于被淋溅的原油、高压清洗水所污染，更容易导致仪器的损坏；

3、只能形成单色示功图，信息欠丰富；

4、功能扩展有限，监测内容少。未能在原有基础上，进一步计算出，供给抽油机平衡结构调节用的“调节直接参数”，以及其它有用的参数，例如“间抽控制参数”、“执行参数”、“监测参数”、“优化参数”等(详见后文)。

此外，现在，一些采油测控系统的数据采集、传输单元，功能有些少，适用面有些窄，人们期望一个单元便能够监控较多的参数，以避免建立多重测控系统，导致重复投资。

在各种抽油机中，游梁式抽油机的数量占绝大多数，平衡结构的调节难度最大，故本发明所述抽油机，主要是指游梁式抽油机。

发明内容