[发明专利]一种井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法

权利要求书

1.一种井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法，井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置包括地面控制柜、直线电机和双作用往复抽油泵，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）设备启动，初始化；

（2）通过向下、向上寻踪碰撞判断活动部件的最大行程L₀，控制活动部件向下运行，直到发生碰撞，记录当前位置，为初始零点；控制活动部件停止t₀时间；控制活动部件向上运行，直到发生碰撞，记录活动部件运动位移，即最大行程L₀；

（3）设定活动部件的实际运行行程为L，L<L₀，即活动部件在最大行程L₀内部运行，在行程的上、下端点留出一定的行程裕量ΔS；

（4）控制活动部件向下运行L+ΔS，若首次向下运行发生碰撞，则判断双作用往复抽油泵固定单向阀泄漏严重，停机报警；若未发生碰撞，则进入步骤（5）；

（5）控制活动部件停止t₁时间后向上运行L，若未发生碰撞，则进入步骤（6）；若发生碰撞，则记录连续碰撞次数N_上，进入步骤（7）；

（6）控制活动部件停止t₁时间后向下运行L；若未发生碰撞，则返回步骤（5），若发生碰撞，则记录连续碰撞次数N_下，进入步骤（8）；

（7）若N_上<N₀，返回步骤（4）；若N_上≥N₀，则进行上行异常判断处理；

（8）若N_下<N₀，控制活动部件向上运行L+ΔS，进入步骤（6）；若N_下≥N₀，则进行下行异常判断处理；

其中，t₀、N₀根据直线电机试验情况直接设置，t₀设置为0.5~2秒，N₀设置为5~20次；停止时间t₁根据油井产液量Q调整，已知直线电机双作用往复抽油泵上下运行一次采油量为Q₀，上下运动时间为2T，T为2~5秒，上下一周期停止时间为2t₁，则t₁=Q₀/2Q-T。

2.根据权利要求1所述的井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法，其特征在于判断活动部件是否发生碰撞的具体方法是：利用电流传感器检测地面控制柜的输出电流，当直线电机的动子与固定部件发生碰撞时，直线电机的输入电流将发生畸变，将实时监测的电流周期与控制程序设定的指令周期相对比，如果直线电机的输入电流发生畸变，则判断活动部件发生碰撞。

3.根据权利要求1所述的井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法，其特征在于：步骤（7）中的上行异常判断处理包括

A、停机报警，提醒工作人员手动降低装置运行频率，增大停止时间t₁；

B、地面控制柜自动降低运行频率；

C、停机等待液面恢复至正常液位再重启。

4.根据权利要求1所述的井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法，其特征在于：步骤（8）中的下行异常判断处理包括：停机报警。

5.根据权利要求1所述的井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置的控制方法，其特征在于：该控制方法中的井下直线电机双作用往复抽油泵采油装置包括地面控制柜、直线电机、双作用往复抽油泵，所述直线电机外壳通过转接头与双作用往复抽油泵下端相连，直线电机的内部动子与双作用往复抽油泵的抽油泵柱塞相连，直线电机与双作用往复抽油泵组合安装后，由普通平式油管下到设计泵深，所述地面控制柜内设有变频模块，外部电源经升压变压器后接入变频模块，变频模块的输出端通过潜油水密电缆与直线电机相连，所述地面控制柜内设有用于测试控制柜的输出电压和输出电流的电压传感器和电流传感器。