专利名称：一种数控稠质石油抽油机的制作方法
一种数控稠质石油抽油机，它属于石油开采机械，用于石油油井采油，特别适用于高粘度石油的开采。
在我国的油田中，有很多都是高粘度的稠质油。由于稠质油的粘度大，对抽油活塞的阻力和速度响应也与普通轻质石油不一样。现在使用的普通机械抽油机，采用电动机等带动曲柄转动，通过与曲柄相连的连杆或连绳，把转动变为往复运动，从而使抽油活塞上下运动以完成抽油的目的。由于用普通电动机，转速和工况不可任意调节，抽油活塞的运动速度只能按传动机构固有机械规律运行，会产生抽空等问题，降低了抽油效率。此外，对于稠质油井，每一口井的粘度等差别较大，在油井的生产过程中，石油粘度也会发生变化，因而普通抽油机对这些油井的适应性能差，生产率和能量利用效率都很低。
本发明是发明一种可适应于各种石油粘度的抽油机，能自动调节抽油活塞运动速度曲线和运动周期，使油井生产有较高的生产效率和能量利用率。
本发明如附
图1所示。它有抽油井筒1、抽油活塞2、连绳3、抽油机架4、曲柄5、电动机6，其特征在于在电动机6的输入端接有可调逆变电源7，抽油井出油口装有压力传感器8，有用于测量活塞2位置的位置传感器9和对可调逆变电源7进行控制的可编程控制器10，压力传感器8，位置传感器9与可编程控制器10的输入端相连。
本发明的工作原理与现有普通抽油机相仿，也是通过电动机6带动曲柄5转动，在曲柄5一端接有连绳3，使连绳3往复运动。连绳3通过抽油机架4上的滑轮后带动活塞2上下运动，完成抽油动作。但是，由于电动机6的输入端接有可调逆变电源7，通过可编程控制器10的控制，可以改变可调逆变电源7的输出频率和电压;使电动机6的转速可以控制，而人为改变抽油活塞2运动的速度。通过压力传感器8和位置传感器9测量活塞抽油阻力与位置，同时输入到可编程控制器10中，可编程控制器10根据输入的运行状态与设定的最佳运行值进行比较，对可调逆变电源7进行控制，使活塞运行在最佳工作状态，自动避免抽空现象的发生。
由于本发明使用了可控逆变电源对电机的转速进行控制，可以人为改变活塞运行时的速度曲线，而且可控逆变电源的频率与电压是通过压力传感器和位置传感器测量活塞运动的工况后，使用可编程控制器根据预先设定的最佳工作条件进行判断之后进行调节的，因而它既能自行适应各种石油粘度和含水量的变化，也可以使抽油机运行在最佳工作状态，使油井有较高的生产效率和能量利用率。
本发明所用的可调逆变电源7可以使用如专利号为CN90202757和专利号为CN90203323的专利，也可以使用日本富士公司的G7系列逆变器，本发明无特殊要求。本发明中，也可以把电动机6和可调逆变电源7的组合换为如专利号为CN89213615的“一种全电控大功率执行装置”，或是专利号为CN89215098的“一种随机同轴换向电动机”，或是专利号为CN90202857的“一种大功率变流差频调速电动机”。本发明中的可编程控制器10可以是普通工业过程控制器，也可以是工业控制计算机，甚至可以是与其它控制部分或其它油井共有的中央控制计算机，通过标准工业控制介面，使用分时分址的方法对各传感器和控制机构进行测量和控制。本发明的压力传感器8可以装在井口，也可以装在活塞2上。压力传感器8可以有多个，同时测量如活塞2上部和下部的压力。位置传感器9可以使用光敏或磁敏型无接触磁性开关，可以装在抽油机架4或抽油井口与连绳3较近的地方，磁性体或反光体装在连绳3上，通过连绳位置测量，从而得到活塞位置。位置传感器9也可以装在曲柄5处，利用曲柄5的位置可以通过可编程控制器10的计算能力解算出活塞位置。安装在曲柄5处的位置传感器9还可以用如光栅传感器等可以得到多位置值的传感器，得到较高的位置精度。本发明可在可编程控制器10的输入端增加如环境温度和等出石油温度等的传感器，通过增加这些测量数据，使控制策略条件更加准确，控制精度提高，抽油机的工作更加优化。在可编程控制器10的输入部还可以增加适应于油田生产管理控制的输入端，通过油田生产调度来控制各个油井的生产，实现生产管理的自动化。
权利要求
1.一种数控稠质石油抽油机，它有抽油井筒1、抽油活塞2、连绳3、抽油机架4、曲柄5、电动机6，其特征在于在电动机6的输入端接有可调逆变电源7，抽油井出油口装有压力传感器8，有用于测量活塞2位置的位置传感器9和对可调逆变电源7进行控制的可编程控制器10，压力传感器8，位置传感器9与可编程控制器10的输入端相连。
全文摘要
一种数控稠质石油抽油机，特别适用于高粘度石油的开采。它有抽油井筒、活塞、连绳、机架、曲柄和电动机。其特征在于在电动机的输入端接有可调逆变电源，抽油井出油口装有压力传感器和测量油塞位置的位置传感器以及接收传感器信号对可调逆变电源进行控制的可编程控制器。由于使用可编程控制器不断测量抽油活塞的动力学情况，并与最佳状态进行比较，调节可调逆变电源的输出频率，使抽油机运行在最佳工作状态，有较高的生产率和能量效率。
文档编号E21B43/00GK1071483SQ9110924
公开日1993年4月28日 申请日期1991年10月7日 优先权日1991年10月7日
发明者李李华, 石一机 申请人:北京市西城区新开通用试验厂