本發(fā)明涉及油田抽油機(jī)領(lǐng)域，具體說是一種游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法及平衡測試裝置。

背景技術(shù)：

1、抽油機(jī)井不平衡，容易造成油井負(fù)荷過大，長時間不平衡會引起皮帶斷、抽油桿斷、燒電機(jī)等多種不利后果，因此，抽油機(jī)平衡狀況的好壞直接關(guān)系到抽油機(jī)設(shè)備的使用壽命和系統(tǒng)效率。國內(nèi)目前抽油機(jī)平衡測試的主要方法是采用鉗形電流表測量電動機(jī)上、下沖程中的電流峰值，用兩者中的小者比大者，其比值作為平衡率。這種方法與抽油機(jī)實(shí)際平衡的定義差距較大，某些嚴(yán)重不平衡的井，其下沖程(或上沖程)的電流在相位上已反相變成做負(fù)功的電流，而鉗形電流表無法區(qū)分電流的相位，仍把其當(dāng)成做正功的電流處理，存在虛假平衡問題。而且隨著變頻器在油田普及推廣應(yīng)用，越來越多變頻控制柜應(yīng)用在游梁式抽油機(jī)上，由于變頻器的影響，抽油機(jī)做負(fù)功條件下在輸入端用鉗形電流表測得測量出的電流值為零，無法測試出抽油機(jī)實(shí)際電流，也會導(dǎo)致平衡計(jì)算不準(zhǔn)確等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有抽油機(jī)平衡調(diào)整方法計(jì)算不準(zhǔn)確的不足，本發(fā)明提供一種游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法及平衡測試裝置，解決了變頻條件下抽油機(jī)因負(fù)功導(dǎo)致抽油機(jī)平衡測試不準(zhǔn)確造成虛假平衡以及平衡調(diào)整不合理的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，包括：

3、s1、測試抽油機(jī)一個周期內(nèi)的功率數(shù)據(jù)；

4、s2、對功率數(shù)據(jù)采用快速傅里葉變換法進(jìn)行濾波處理；

5、s3、計(jì)算游梁式抽油機(jī)平衡度，依據(jù)平衡度分析平衡是否需要調(diào)整；

6、s4、將功率數(shù)據(jù)帶入平衡塊調(diào)整量公式，計(jì)算平衡塊調(diào)整量。

7、進(jìn)一步，所述步驟s2中濾波處理后的功率p(t)為：

8、

9、式中：ω為曲柄軸的角速度；a0為功率曲線一個周期的平均功率值；an為功率曲線各次諧波的余弦部分分量；bn為功率曲線各次諧波的正弦部分分量。

10、進(jìn)一步，所述曲柄軸的角速度ω、功率曲線一個周期的平均功率值a0、功率曲線各次諧波的余弦部分分量an、功率曲線各次諧波的正弦部分分量bn分別為：

11、

12、

13、

14、

15、式中：t為沖程周期，s；n為沖次，1/min；ω單位是rad/s；a0、an、bn的單位是kw。

16、進(jìn)一步，所述步驟s3中，游梁式抽油機(jī)平衡度公式為：

17、

18、式中，η為游梁式抽油機(jī)平衡度，％；w下為下沖程電機(jī)做功，kn；w上為上沖程電機(jī)做功，kn。

19、進(jìn)一步，所述抽油機(jī)平衡度η在90％～110％之間時不需進(jìn)行平衡調(diào)整。

20、進(jìn)一步，所述步驟s4中，平衡塊調(diào)整量為

21、

22、式中,δl為平衡塊的移動量，m；ω為曲柄角速度，rad/s；g為平衡塊的總重量，kn；b1為功率曲線各次諧波的一階正弦分量，kw；

23、符號為正時表示平衡塊需要向遠(yuǎn)離曲柄軸的方向移動，符號為負(fù)時表示平衡塊需要向靠近曲柄軸的方向移動；

24、其中

25、

26、一種游梁式抽油機(jī)平衡測試裝置，包括電流互感器、電壓互感器、電參數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；電流互感器和電壓互感器與電參數(shù)據(jù)采集模塊相連，電參數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，數(shù)據(jù)處理模與顯示模塊相連。

27、進(jìn)一步，所述電流互感器包括電流互感器a和電流互感器b，其中電流互感器a用于測試變頻器輸入端單相電流，電流互感器b用于測試變頻器輸出端單相電流；所述電壓互感器包括電壓互感器a和電壓互感器b，其中電壓互感器a用于測試變頻器輸入端電壓，電壓互感器b用于測試變頻器輸出端電壓。

28、進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波單元、平衡度計(jì)算單元、平衡調(diào)整單元和通信單元，所述通信單的通訊模式為藍(lán)牙傳輸或wifi傳輸。

29、本發(fā)明具有如下有益效果：由于采取上述方案，能夠有效測試出游梁式抽油機(jī)在工頻和變頻條件下出現(xiàn)負(fù)功時測試出完整的功率曲線數(shù)據(jù)，利用上下沖程做功進(jìn)行平衡度計(jì)算，平衡度計(jì)算更加準(zhǔn)確，避免了利用電流法平衡度造成虛假平衡問題；本發(fā)明的平衡調(diào)整方法是根據(jù)抽油機(jī)均方根功率最小原則，對抽油機(jī)平衡塊調(diào)整位置進(jìn)行計(jì)算，能夠給出準(zhǔn)確的平衡重調(diào)整位置大??；本發(fā)明可適用于常規(guī)游梁式抽油機(jī)、異相抽油機(jī)、下偏杠鈴式抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、低矮型抽油機(jī)等機(jī)型。

技術(shù)特征：

1.一種游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：所述步驟s2中濾波處理后的功率p(t)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：所述曲柄軸的角速度ω、功率曲線一個周期的平均功率值a0、功率曲線各次諧波的余弦部分分量an、功率曲線各次諧波的正弦部分分量bn分別為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：所述步驟s3中，游梁式抽油機(jī)平衡度公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：所述抽油機(jī)平衡度η在90％～110％之間時不需進(jìn)行平衡調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法，其特征在于：所述步驟s4中，平衡塊調(diào)整量為

7.一種游梁式抽油機(jī)平衡測試裝置，其特征在于：包括電流互感器、電壓互感器、電參數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；電流互感器和電壓互感器與電參數(shù)據(jù)采集模塊相連，電參數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，數(shù)據(jù)處理模與顯示模塊相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的游梁式抽油機(jī)平衡測試裝置，其特征在于：所述電流互感器包括電流互感器a和電流互感器b，其中電流互感器a用于測試變頻器輸入端單相電流，電流互感器b用于測試變頻器輸出端單相電流；所述電壓互感器包括電壓互感器a和電壓互感器b，其中電壓互感器a用于測試變頻器輸入端電壓，電壓互感器b用于測試變頻器輸出端電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的游梁式抽油機(jī)平衡測試裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波單元、平衡度計(jì)算單元、平衡調(diào)整單元和通信單元，所述通信單的通訊模式為藍(lán)牙傳輸或wifi傳輸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法及平衡測試裝置。主要解決現(xiàn)有抽油機(jī)平衡調(diào)整方法計(jì)算不準(zhǔn)確的問題。其特征在于：測試抽油機(jī)一個周期內(nèi)的功率數(shù)據(jù)；對功率數(shù)據(jù)采用快速傅里葉變換法進(jìn)行濾波處理；計(jì)算游梁式抽油機(jī)平衡度，依據(jù)平衡度分析平衡是否需要調(diào)整；將功率數(shù)據(jù)帶入平衡塊調(diào)整量公式，計(jì)算平衡塊調(diào)整量。該游梁式抽油機(jī)平衡調(diào)整方法解決了變頻條件下抽油機(jī)因負(fù)功導(dǎo)致抽油機(jī)平衡測試不準(zhǔn)確造成虛假平衡以及平衡調(diào)整不合理的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：孫春龍,戚興,孫延安,張德實(shí),侯宇,張凱波,王洋,王翠,周錄方,李春紅,魏峰,周廣玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大慶油田有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15