[发明专利]功率平衡数字化自动控制抽油方法和采油机器人

权利要求书

1.一种功率平衡数字化自动控制抽油方法，其特征在于包括采油机器人，该采油机器人包括主电机、游梁、平衡吊臂、曲柄和悬绳器；在游梁的左端固定安装有平衡吊臂，在平衡吊臂上分别安装有移动式配重箱和能使移动式配重箱左右移动的驱动装置，在采油机器人上安装有冲程过程测量器，在悬绳器上固定安装有载荷传感器；还包括中央处理器和三相电参数采集装置，该三相电参数采集装置安装在供电输入端上；该方法按下述步骤进行：

第一步，在每次的冲程过程中，中央处理器对采集到的电流值和电压值进行计算，得到下冲程中的平均功率值P_下和上冲程中的平均功率值P_上，并进行大小比较，以较大值为分母即P_大，以较小值为分子即P_小，然后计算功率平衡度值H2即H2= P_小 /P_大；

第二步，按设定的冲程次数N次得到N个功率平衡度值H2，对N个功率平衡度值H2进行算术平均后得到功率平衡度平均值H2_平均，然后进行比较处理，功率平衡度下限设定值为A21，功率平衡度调节目标下限设定值为A22；

当N次冲程后，H2_平均值符合A21≤H2_平均为功率平衡状态，不对移动式配重箱进行调节；

当N次冲程后，H2_平均值小于A21且P_下小于P_上时为功率欠平衡状态，此时通过驱动装置使移动式配重箱向左移动，使功率平衡度平均值H2_平均达到A22≤H2_平均；

当N次冲程后，H2_平均值小于A21且P_下大于P_上时为功率过平衡状态，此时通过驱动装置使移动式配重箱向右移动，使功率平衡度平均值H2_平均达到A22≤H2_平均；其中：

分别将冲程过程测量器、三相电参数采集装置采集到的数据传输给中央处理器，中央处理器在每次的冲程过程中，对采集到的电流值进行处理，找出下冲程中的最大电流值I_下max和上冲程中的最大电流值I_上max，中央处理器计算每次冲程过程的电流平衡度值H1即H1= I_下max / I_上max；

按设定冲程次数N次得到N个电流平衡度值H1，对N个电流平衡度值H1进行算术平均后得到电流平衡度平均值H1_平均，然后进行比较处理，电流平衡度下限设定值为A11，电流平衡度调节目标下限设定值为A12，电流平衡度上限设定值为B11，电流平衡度调节目标上限设定值为B12；

当N次冲程后，H1_平均值符合A11≤H1_平均≤B11为电流平衡状态，不对移动式配重箱进行调节；

当N次冲程后，H1_平均小于A11时为电流欠平衡状态，此时通过驱动装置使移动式配重箱向左移动，使电流平衡度平均值H1_平均达到A12≤H1_平均≤B12；

当N次冲程后，H1_平均大于B11时为电流过平衡状态，此时通过驱动装置使移动式配重箱向右移动，使电流平衡度平均值H1_平均达到A12≤H1_平均≤B12；

主电机与供电输入端之间安装有变频器，悬绳器上固定安装有载荷传感器用于采集悬点载荷值F，在采油机器人上安装有冲程过程测量器用于采集悬点位移值S；在每次的冲程过程中，中央处理器根据采集到的悬点载荷值F和悬点位移值S进行分析和计算得到地面示功图,其纵坐标为光杆在抽油过程中悬点载荷值F的坐标，横坐标为光杆在抽油过程中悬点位移值S的坐标,中央处理器根据地面示功图采集上冲程泵的冲程值S1和下冲程泵的有效冲程值S2，然后计算泵充满度H3即H3=S2/S1；

按设定的冲程次数N次得到N个泵充满度值H3，对N个泵充满度值H3进行算术平均后得到泵充满度平均值H3_平均，然后进行比较处理，泵充满度下限设定值为A31，泵充满度调节目标下限设定值为A32，泵充满度上限设定值为B31；

当N次冲程后，H3_平均值符合A31≤H3_平均≤B31为冲次恰当状态，不进行冲次调节；

当N次冲程后，H3_平均小于A31时，为冲次过快状态，此时通过变频器降低主电机转速而减小冲次,使泵充满度平均值H3_平均达到A32≤H3_平均≤B31；

当N次冲程后，H3_平均大于B31时,为冲次过慢状态，此时通过变频器升高主电机转速而增大冲次,使泵充满度平均值H3_平均达到A32≤H3_平均≤B31；

A11值为0.8至0.85，A12值为0.9至0.95，B11值为1.10至1.15，B12值为1.0至1.05；A21值为0.5至0.6，A22值为0.80至0.90；A31值为0.5至0.6，A32值为0.75至0.85，B31值为0.85至0.95。