[发明专利]一种有杆抽油系统冲次的调节装置及其方法

摘要

一种有杆抽油系统冲次的调节装置，其计算速度快，稳定性高，计算实精度高，控制反应时间短且过程平稳。其包括功图采集单元、冲次控制单元、变频器、继电控制单元；功图采集单元配置来采集抽油机在每个冲程内光杆上的载荷和位移数据并包含载荷传感器、位移传感器；冲次控制单元包含地面示功图分析部分、充满度分析部分和停机/冲次控制部分；在将功图采集单元采集来的位移和载荷数据的基础上，形成地面示功图，分析地面示功图，求取抽油泵的充满度，依据充满度和冲次实现停机或冲次控制；变频器配置来根据冲次控制单元的命令，调节抽油机电机的工作频率；继电控制单元与变频器相连，并为变频器提供电源和安全保护。还有方法。

主权项

一种使用有杆抽油系统冲次的调节装置的方法，有杆抽油系统冲次的调节装置，其包括功图采集单元(A)、冲次控制单元(B)、变频器(C)、继电控制单元(D)；功图采集单元配置来采集抽油机在每个冲程内光杆上的载荷和位移数据并包含:载荷传感器、位移传感器；冲次控制单元包含：地面示功图分析部分、充满度分析部分和停机/冲次控制部分；在将功图采集单元采集来的位移和载荷数据的基础上，形成地面示功图，分析地面示功图，求取抽油泵的充满度，再依据充满度和冲次实现停机或冲次控制；变频器配置来根据冲次控制单元的命令，调节抽油机电机的工作频率；继电控制单元与变频器相连，并为变频器提供电源和安全保护；其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)在抽油机工作的每个冲程的过程中，通过载荷和位移传感器采集载荷和角位移数据，进一步形成地面示功图；(2)求取载荷整个冲程过程中的载荷最大值FMax和载荷最小值FMin；(3)通过公式和求取F1和F2，将地面示功图分成三个部分，上行程区域加载区域下行程区域(4)根据公式和求取抽油机上冲程部分的面积Su和下冲程部分面积Sd，并统计出下冲程部分的最后一点位移SDMAX和第一点位移SDMIN；上冲程功图部分的最后一点位移SUMAX和第一点位移SUMIN；(5)根据公式和计算出抽油机的上冲程近似停机载荷Fu和下冲程近似停机载荷Fd；(6)求取抽油机的上冲程近似停机载荷Fu与抽油机地面示功图的交点处位移的最大值S1和最小值S2；求取抽油机的下冲程近似停机载荷Fd与抽油机地面示功图的交点处位移的最大值S3和最小值S4；(7)求解泵的充满度：当S1‑S2＝<S3‑S4时，抽油泵的当前近似充满度为当S1‑S2>S3‑S4时，抽油泵的当前近似充满度为(8)判断抽油机的当前充满度η是否小于设定抽油机最小充满度η0，当η＜η0，且抽油机的冲次N大于N0时，发送抽油机冲次调节命令，通过变频器将抽油机电机的工作频率降低Δh，完成本次抽油机冲次调节；(9)再等待ΔT，等待抽油机运行平稳后，重复以上流程，再次判断抽油机当前的充满度是否满足要求，并进行调节，保证抽油机始终运行在合理的冲次范围之内；(10)当η＜η0，且抽油机的冲次N小于等于N0时，发送抽油机冲次停机命令，等待恢复生产命令。