專利名稱：石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油抽油機(jī)平衡塊位置調(diào)整裝置，特別是涉及一種應(yīng)用曲柄平衡塊結(jié)構(gòu)的石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
目前，油田采油的地面裝置主要是石油抽油機(jī)，應(yīng)用曲柄平衡結(jié)構(gòu)的抽油機(jī)占 80%左右，因地層石油的油壓與油量變化，為了節(jié)能與提高出油率，需根據(jù)工況變化調(diào)整曲柄平衡，使驅(qū)動電機(jī)上行電流與下行電流平衡率維持在80% -120%之間，因此調(diào)整平衡塊是采油管理中經(jīng)常性的工作?，F(xiàn)場操作至少由三個人手工完成，當(dāng)測量的石油抽油機(jī)電機(jī)的上行電流和下行電流的平衡率偏離較大時，停機(jī)調(diào)整，先將曲柄調(diào)整到在水平位置，松開平衡塊兩端的固定螺栓處的螺母，并取下側(cè)面鎖塊，在曲柄兩側(cè)晃動平衡塊，并從曲柄的一端用撬杠移動平衡塊，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定平衡塊的調(diào)整位置，調(diào)整結(jié)束后鎖緊鎖塊與螺母，最后再啟動抽油機(jī)。這樣的調(diào)整過程需要1-2小時，停機(jī)調(diào)整時，抽油管道中的油壓和油量發(fā)生了變化，調(diào)整結(jié)束后再啟動抽油機(jī)工作時，大約需要12-M小時才能恢復(fù)穩(wěn)定工況，由于按照經(jīng)驗(yàn)確定的調(diào)整距離，并且調(diào)整效果實(shí)時未知，待穩(wěn)定工況后才可測量，如果仍有偏差， 需再次重復(fù)上述調(diào)整過程。此方法工人勞動強(qiáng)度大，耗時長，需要在停機(jī)的狀態(tài)下操作，影響油井產(chǎn)量和采油效率，并且調(diào)整過程中有很大的經(jīng)驗(yàn)因素，很難保證調(diào)整的精度與效果。 因此，采用在不停機(jī)實(shí)時自動精確調(diào)整的調(diào)整裝置具有較強(qiáng)的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，該發(fā)明在不停機(jī)的條件下自動調(diào)整抽油機(jī)平衡塊的位置，節(jié)省人力和時間，而且調(diào)整精度高。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，包括操作指令輸入模塊、位置控制模塊、伺服驅(qū)動模塊、編碼器、電機(jī)和法蘭。所述操作指令輸入模塊接入位置控制模塊，編碼器的輸出信號接入位置控制模塊，位置控制模塊接入伺服驅(qū)動模塊，伺服驅(qū)動模塊接入電機(jī)，電機(jī)的輸出軸與蝸輪蝸桿減速裝置的蝸桿輸入端聯(lián)接，編碼器與電機(jī)同軸安裝在蝸桿的非輸入端，絲杠的端部通過法蘭與平衡塊固聯(lián)。所述蝸輪蝸桿減速裝置由連接板固定在曲柄的一端，曲柄和平衡塊之間采用滑動連接方式。本發(fā)明的有益效果是使用該裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)縮短了調(diào)整時間，提高了調(diào)整精度。由于調(diào)整過程不停機(jī)，提高了抽油效率和電機(jī)單位功耗出油量，有節(jié)能增效的作用。


圖1是石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是蝸輪蝸桿減速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是曲柄和平衡塊的A-A剖視圖；圖4是曲柄和平衡塊的B-B剖視圖。在上述附圖中，1.編碼器，2.蝸輪蝸桿減速裝置，3.絲杠，4.法蘭，6.曲柄，7.平衡塊，8.連接板，9.電機(jī)，10.伺服驅(qū)動模塊，11.位置控制模塊，12.操作指令輸入模塊， 13.蝸桿，14.擋片，15.平頭螺釘。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例圖1是本發(fā)明公開的石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，所述裝置包括操作指令輸入模塊12、位置控制模塊11、伺服驅(qū)動模塊10、編碼器1、電機(jī)9和法蘭4。操作指令輸入模塊12接入位置控制模塊11，編碼器1的輸出信號接入接入位置控制模塊11，位置控制模塊11接入伺服驅(qū)動模塊10，伺服驅(qū)動模塊10接入電機(jī)9，電機(jī)9的輸出軸與蝸輪蝸桿減速裝置2的蝸桿13輸入端聯(lián)接，編碼器1與電機(jī)10同軸安裝在蝸桿13的非輸入端，絲杠3的端部通過法蘭4與平衡塊7固聯(lián)。所述蝸輪蝸桿減速裝置2由連接板8固定在曲柄 6的一端，曲柄6和平衡塊7之間采用滑動連接方式。曲柄6的上、下端面開有“T”形槽，平衡塊7的端部加工凸臺，曲柄6的“T”形槽與平衡塊7的凸臺相配合，并用平頭螺釘15將擋片14固定在平衡塊7的凸臺上，使曲柄6 與平衡塊7之間只能軸向滑動。本發(fā)明的工作原理是抽油機(jī)抽油桿上行過程中電機(jī)電流的平均值稱為上行平均電流，下行過程中電機(jī)電流的平均值稱為下行平均電流，上行平均電流與下行平均電流的比值稱為平衡率，平衡率接近100%時電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，抽油機(jī)節(jié)能。根據(jù)上行電流與下行電流的平衡率所計(jì)算的平衡塊7所需移動量與移動方向，通過操作輸入模塊12將移動指令輸入位置控制模塊11后，再經(jīng)過伺服驅(qū)動模塊10控制電機(jī)9轉(zhuǎn)動，電機(jī)9按目標(biāo)位移做出正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)等動作，然后，通過電機(jī)9驅(qū)動蝸輪蝸桿減速裝置2，通過蝸輪與絲桿組成的絲杠螺母機(jī)構(gòu)帶動絲杠3實(shí)現(xiàn)推拉動作。絲杠3再通過端部的連接法蘭4連接到平衡塊7上， 從而實(shí)現(xiàn)平衡塊7在曲柄滑槽方向的前后移動。同時，編碼器1實(shí)時將平衡塊7在曲柄6 上的位置信息轉(zhuǎn)換為電信號并傳輸給位置控制模塊11，位置控制模塊11將檢測結(jié)果反饋給伺服驅(qū)動模塊10，伺服驅(qū)動模塊10根據(jù)得到的平衡塊7位置信息實(shí)時向電機(jī)9發(fā)出調(diào)節(jié)指令，電機(jī)9接到調(diào)節(jié)指令后做出繼續(xù)或停止動作，從而實(shí)現(xiàn)平衡塊7在曲柄6上的精確定位。該調(diào)整過程的是一個位置伺服控制過程，編碼器1實(shí)時產(chǎn)生正向或負(fù)向脈沖信號，脈沖信號進(jìn)入位置控制模塊11獲得電機(jī)轉(zhuǎn)動量與轉(zhuǎn)動方向，由電機(jī)轉(zhuǎn)動量與轉(zhuǎn)動方向和平衡塊7在曲柄6上的移動量與移動方向的對應(yīng)關(guān)系，獲得平衡塊的實(shí)時移動量與移動方向，在位置控制模塊中進(jìn)行目標(biāo)移動量與實(shí)時移動量的比較，比較的差值作為每個位置控制周期的輸入，經(jīng)過多個位置伺服控制的循環(huán)，目標(biāo)移動量與實(shí)時移動量相等時，完成平衡塊7調(diào)整的位置伺服控制過程。絲杠螺母機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，能保持平衡塊7在曲柄6 上的位置固定不動，同時絲杠螺母機(jī)構(gòu)上裝有限位開關(guān)，用以控制極限位移，對絲杠3起保護(hù)作用。
權(quán)利要求
1.一種石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，包括操作指令輸入模塊(12)、位置控制模塊(11)、伺服驅(qū)動模塊(10)、編碼器(1)、電機(jī)(9)和法蘭(4)，其特征是操作指令輸入模塊(1 接入位置控制模塊(11)，編碼器(1)的輸出信號接入位置控制模塊(11)，位置控制模塊(11)接入伺服驅(qū)動模塊(10)，伺服驅(qū)動模塊(10)接入電機(jī)(9)，電機(jī)(9)的輸出軸與蝸輪蝸桿減速裝置⑵的蝸桿(13)輸入端聯(lián)接，編碼器⑴與電機(jī)(10)同軸安裝在蝸桿(13)的非輸入端，絲杠(3)的端部通過法蘭⑷與平衡塊(7)固聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，其特征是蝸輪蝸桿減速裝置O)由連接板(8)固定在曲柄(6)的一端，曲柄(6)和平衡塊(7)之間采用滑動連接方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，其特征是曲柄(6) 的上、下端面開有“T”形槽，平衡塊(7)的端部加工凸臺，曲柄(6)的“T”形槽與平衡塊(7) 的凸臺相配合，并用平頭螺釘(15)將擋片(14)固定在平衡塊(7)的凸臺上，使曲柄(6)與平衡塊(7)只能軸向滑動。
全文摘要
本發(fā)明公開一種石油抽油機(jī)平衡塊位置的自動調(diào)整裝置，所述裝置的操作指令輸入模塊(12)接入位置控制模塊(11)，編碼器(1)的輸出信號接入位置控制模塊(11)，位置控制模塊(11)接入伺服驅(qū)動模塊(10)，伺服驅(qū)動模塊(10)接入電機(jī)(9)，電機(jī)(9)的輸出軸與蝸輪蝸桿減速裝置(2)的蝸桿(13)輸入端聯(lián)接，編碼器(1)與電機(jī)(10)同軸安裝在蝸桿(13)的非輸入端，絲杠(3)的端部通過法蘭(4)與平衡塊(7)固聯(lián)。本發(fā)明通過操作指令輸入操作指令輸入模塊(12)來實(shí)現(xiàn)平衡塊(7)在曲柄(6)上位置的調(diào)整。該發(fā)明不需要在停機(jī)狀態(tài)下操作，調(diào)整精度高，并且節(jié)省人力和時間。
文檔編號E21B43/00GK102562007SQ20121003534
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者周彥, 梁義, 陳繼剛 申請人:周彥