[发明专利]抽油机平衡游标的调节控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种游梁式抽油机平衡游标，尤其是涉及一种具有抽油机电参量、载荷、压力等数据采集和分析控制模块、利用无线通信技术进行控制的抽油机平衡游标的调节控制装置及其控制方法。

背景技术

针对自主平衡游梁式抽油机其平衡游标的运动控制，目前采用的技术是使用外接220/380V电源，通过拨动地面控制柜内相应的控制按钮，经由PLC分析，输出控制信号，触发相应的继电器或接触器动作，驱动平衡游标拖动电机正转或反转，从而控制平衡游标的前进或后退，达到调节抽油机平衡的目的。其缺点是：

1、在抽油机尾游梁平衡游标移动控制部分使用220/380V电源，动力装置为交流电机，且为有线连接，能耗较大，且容易发生电源线弯折断裂，很可能导致漏电、触电等安全事故和无法运行等质量问题；

2、平衡游标有效行程较短，以致调节抽油机平衡度的范围较小；

3、控制装置体积较大，现场安装、维修不方便；

4、智能化、集成化程度较低，操作较为复杂。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种智能化程度高、安装操作方便且使用安全的抽油机平衡游标的调节控制装置及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抽油机平衡游标的调节控制装置，包括游标执行控制总成和地面采集分析控制总成，游标执行控制总成以太阳能储能为电源，并与地面采集分析控制总成之间采用无线通讯方式进行控制联系；地面采集分析控制总成通过对抽油机平衡度参数进行采集和分析，向游标执行控制总成发送指令控制平衡游标的移动用以调节抽油机平衡。

游标执行控制总成包括太阳能电池板、蓄电池、电池充放电控制器、游标控制器、电机控制器和电机、天线。其中，游标执行控制总成通过电池充放电控制器将太阳能电池板获得的能量对蓄电池进行充电，蓄电池为游标控制器和电机控制器提供电力。

游标控制器基于分析抽油机的运行状态，控制电机控制器带动电机正转或者反转，控制平衡游标的前进或者后退移动用以调节抽油机平衡。

游标执行控制总成还包括游标移动极限位置检测单元，当平衡游标移动到达极限位置时移动停止。游标移动极限位置检测单元包括游标后退极限位置开关、游标前进极限位置开关。

地面采集分析控制总成包括地面采集分析控制器，并连接基于检测抽油机电机电流信号而判断平衡度的电流检测单元和人机界面，游标执行控制总成将平衡调节的相关数据传送到地面采集分析控制器，并在人机界面中显示和数据存储。

地面采集分析控制总成还包括载荷传感器和压力传感器，地面采集分析控制器通过接受载荷传感器和压力传感器采集的抽油机载荷信号和压力信号，绘制出抽油机的示功图，在人机界面中显示。地面采集分析控制总成将电流检测单元采集的抽油机电机电流信号、载荷传感器的载荷信号、压力传感器的压力信号、电机电压信号，游标执行控制总成将将平衡游标位置信号、游梁倾角信号、蓄电池电压信号，电机控制器控制状态信号，通过远程通讯模块与上位机进行数据传送。

抽油机平衡游标调节控制装置的控制方法，包括以下步骤：

1）启动运行抽油机和地面采集分析控制器；

2）根据电流检测单元采集的抽油机电机电流信号和地面采集分析控制器接收游标控制器发送的游梁倾角信号计算出抽油机的平衡度，判断平衡度数值是否小于或者大于设定的要求值；

3）如平衡度数值大于或者小于设定的要求值时，地面采集分析控制器在没有接收到任何故障信息的情况下，向游标控制器发出相应的平衡游标后退或者前进的指令；

4）游标控制器在没有接收到任何故障信息且没有收到游标运行方向极限位置开关被触发信息的情况下，通过其内置的倾角传感器检测到抽油机运行到下死点位置时，启动电机控制器，控制电机动作，带动平衡游标后退或者前进移动；

5）当需要停止时，地面采集分析控制器通过无线通讯方式向游标控制器发送停止指令，游标控制器通过电机控制器使得电机停止运行，从而停止平衡游标的移动；

6）平衡游标在后退或者前进移动过程中触动游标后退极限位置开关或游标前进极限位置开关时，游标控制器立即控制电机停止，从而停止平衡游标的移动。

地面采集分析控制器向游标控制器发出平衡游标后退或者前进的指令的步骤，以及地面采集分析控制器通过无线通讯方式向游标控制器发送停止指令的步骤是适用于手动方式调节过程。