專利名稱：抽油機(jī)不停抽示功圖測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田抽油井不停抽示功圖測試工藝油田抽油井泵況的好壞直接影響著油井產(chǎn)量的大小，一般人們了解井下抽油泵工作情況好壞最常用的方法是對(duì)抽油泵進(jìn)行示功圖測試。隨著油田的開發(fā)，油田中深井、大泵井?dāng)?shù)量不斷增多，反映到抽油井示功圖測試方面就是經(jīng)常性的燒配電盤、燒電機(jī)等情況發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)以至于直接影響油田正常生產(chǎn)的進(jìn)行。一般示功圖測試每口井每年約測數(shù)十次，如果每燒一次電器不計(jì)停抽造成原油減產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失僅電器損失就有幾佰元到幾萬元不等。為此人們開發(fā)了永置式示功圖測試儀，其方法是將示功儀傳感器長期放置在抽油機(jī)懸繩器兩夾板之間，傳感器長期在夾板應(yīng)力作用下很容易發(fā)生形變?cè)斐蓽y試結(jié)果的偏差，因此一般傳感器使用3個(gè)月左右就需要更換并進(jìn)行校驗(yàn)，示功儀傳感器是高精度部件又是示功儀的核心部件，這樣就造成永置式示功儀測試成本較高，不能進(jìn)一步得到有效推廣，為解決這一問題本發(fā)明設(shè)計(jì)了抽油機(jī)不停抽示功圖測試方法和裝置示意圖。
抽油機(jī)不停抽示功圖測試方法不僅克服了停抽安裝示功儀時(shí)出現(xiàn)的易燒電器等問題，而且解決了永置式傳感器在生產(chǎn)測試過程中傳感器容易發(fā)生形變?cè)斐蓽y試結(jié)果的偏差且維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，方法對(duì)現(xiàn)行抽油機(jī)配電箱系統(tǒng)不需做任何改動(dòng)，同時(shí)方法大大延長測試裝置的使用時(shí)限和檢測周期，減少了儀器檢修工作量。較大幅度地降低了生產(chǎn)測試成本，方法解決了停抽安裝示功儀傳感器所造成的抽油泵管柱內(nèi)相關(guān)因素發(fā)生的變化，保持了抽油機(jī)不停抽生產(chǎn)狀況下最接近真實(shí)情況的抽油泵示功圖信息和不影響抽油井生產(chǎn)時(shí)率等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明用以下方法解決抽油機(jī)不停抽示功圖測試方法，為了能清楚地說明方法首先對(duì)目前最常用的抽油機(jī)懸繩器結(jié)構(gòu)作個(gè)簡單介紹，目前最常用的抽油機(jī)懸繩器結(jié)構(gòu)見附圖1中1---6部分所示，其中1---鋼絲繩 2---光桿 3---光桿卡子(上光桿卡子) 4---懸繩器上夾板 5---頂絲 6---懸繩器下夾板 10---井口盤根盒 A區(qū)為示功儀傳感器夾放位置。
本發(fā)明將上述裝置進(jìn)行必要的改動(dòng)，增加了一個(gè)概念和兩個(gè)裝置見附圖1中7---9部分，其中7---光桿卡子(下光桿卡子)8---為抽油機(jī)驢頭行至下死點(diǎn)時(shí)盤根盒在光桿上可達(dá)到的最高位置(本發(fā)明稱之為——光桿上死點(diǎn))9---光桿套筒。本發(fā)明同時(shí)要求對(duì)懸繩器上夾板、下夾板、頂絲以及示功儀傳感器進(jìn)行相應(yīng)的改造和增加裝置項(xiàng)目以適應(yīng)新的測式方法。為減弱在夾放、裝載傳感器時(shí)的沖擊力可以在光桿卡子底部增加緩沖彈性鋼板(或彈簧)見附圖書11附圖12，彈性鋼板(或彈簧)要有相應(yīng)的彈力它可以和光桿卡子組合設(shè)計(jì)在一起。附圖1中7---9部分的安裝要求是這樣的下光桿卡子必須永久安裝在光桿上死點(diǎn)的上部，合理位置為光桿上死點(diǎn)上部約4到7厘米處。光桿套筒長度不宜過長或過短一般在20到25厘米左右。正常抽油生產(chǎn)或正常測試時(shí)光桿套筒不在光桿上，光桿套筒只是在裝載和卸載示功儀傳感器時(shí)瞬間套裝于光桿上，光桿套筒是一個(gè)起下十分方便的工具，它的結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)?jiān)斠姼綀D2---圖5所示。附圖1中光桿套筒的高度減去下光桿卡子到光桿上死點(diǎn)的距離為A區(qū)讓出的夾放傳感器的高度，這個(gè)距離應(yīng)當(dāng)小于下夾板到下光桿卡子的距離。
為了對(duì)本發(fā)明有更好的認(rèn)識(shí)，體現(xiàn)方法的原理及操作，我對(duì)本方法的操作過程做個(gè)介紹操作共分七個(gè)過程過程①光桿套筒的安裝當(dāng)驢頭行至下死點(diǎn)后向上運(yùn)動(dòng)過程中夾放光桿套筒，同時(shí)作好裝載傳感器的準(zhǔn)備、過程②裝載傳感器當(dāng)下光桿卡子下行接觸到光桿套筒時(shí)附圖1中A區(qū)空間增大這時(shí)裝載或夾放傳感器、過程③光桿套筒的卸下在驢頭從下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中將光桿套筒卸下、過程④為正常測試示功圖過程、過程⑤光桿套筒的安裝重復(fù)過程①、過程⑥卸載傳感器當(dāng)下光桿卡子下行接觸到光桿套筒時(shí)附圖1中A區(qū)空間增大此時(shí)卸載傳感器、過程⑦光桿套筒的卸下重復(fù)過程③，這時(shí)抽油機(jī)正常運(yùn)行同時(shí)也完成全測試過程。由于整個(gè)操作過程是在驢頭行至下死點(diǎn)附近20厘米左右的高度內(nèi)進(jìn)行的，這時(shí)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)扭距小于最大扭距、光桿運(yùn)行速度也小，這樣就不會(huì)對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行造成較大的影響，這個(gè)過程是本發(fā)明最基本的操作過程。當(dāng)對(duì)懸繩器上夾板、下夾板、頂絲以及對(duì)示功儀傳感器進(jìn)行相應(yīng)的改造和增加裝置項(xiàng)目后有四類操作方法如下。
第一類方法這類方法是最簡單、安全性較差的一類，方法不需要光桿套筒和下光桿卡子，但需要安裝永置式示功儀傳感器。(當(dāng)增加光桿套筒和下光桿卡子時(shí)就成為第二類方法)第一類方法是將加厚加高的上夾板或下夾板之一做個(gè)改進(jìn)，在上下夾板的光桿與鋼絲繩孔之間(也可在鋼絲繩孔外側(cè))增加兩個(gè)水平軸孔即附圖1中A區(qū)的上夾板或下夾板上加工兩個(gè)垂直于紙面的軸孔。軸孔中放置兩個(gè)兩頭帶偏心的凸輪見附圖14，凸輪上部或下部有一鋼板與傳感器分開見附圖13，測試時(shí)讓凸輪頂起永置式傳感器這時(shí)光桿全重壓在傳感器上而頂絲處于非受力狀態(tài)，正常抽油生產(chǎn)時(shí)放下偏心凸輪這時(shí)光桿全重壓在頂絲上而傳感器處于非受力狀態(tài)(當(dāng)增加的兩個(gè)水平軸孔位于鋼絲繩孔外側(cè)時(shí)偏心凸輪的操作方法正好相反)。這種方法要求搬動(dòng)偏心凸輪的手柄要相應(yīng)地加長以減少搬動(dòng)力距，手柄成90度角這樣在操作過程中只需要向下搬動(dòng)手柄兩次就可完成傳感器的裝載和卸載過程。為了保持搬下的手柄與光桿有一定的距離要求手柄成三折線形態(tài)見附圖15。本發(fā)明建議不要使用第一類方法。
第二類方法本方法要求安裝永置式傳感器、下光桿卡子、使用光桿套筒以及對(duì)上下夾板和頂絲做出相應(yīng)改動(dòng)(當(dāng)上夾板與上光桿卡子連接在一起并且兩者可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上夾板可以保持不變見附圖11，否則需要改動(dòng)，改動(dòng)見附圖6---圖7，圖8為改動(dòng)后的安裝示意圖，圖8中的上、下夾板位置可以互換)。第二類方法測試是這樣實(shí)現(xiàn)的A區(qū)為夾放傳感器位置，當(dāng)正常生產(chǎn)時(shí)“頂絲”頂著上夾板，A區(qū)中傳感器處于非受力狀態(tài)。測試時(shí)將“頂絲”放下這時(shí)上夾板下降光桿全重壓在傳感器上達(dá)到測試目的。這種方法保持了原有結(jié)構(gòu)的特征，在操作方法上具有通用性。新的“頂絲”裝置示意圖見附圖7中的手柄連接部分或具有相同功能的裝置。比如“頂絲”也可以用夾放于附圖1中A區(qū)頂部或底部的不等厚鋼板來實(shí)現(xiàn)見附圖10(原頂絲要適當(dāng)加長)，當(dāng)抽油機(jī)在正常抽油生產(chǎn)時(shí)A區(qū)中夾放的是薄的鋼板部分，這時(shí)頂絲頂著光桿全重而上下兩夾板不能夾住傳感器，傳感器處于非受力狀態(tài)。當(dāng)要測試時(shí)將鋼板的較厚部分推入A區(qū)中這時(shí)厚鋼板將上夾板頂開從而光桿全重壓在傳感器上，這時(shí)頂絲處于非受力狀態(tài)達(dá)到測試目地(實(shí)現(xiàn)這一過程也可以用第一類方法中的偏心凸輪裝置)。對(duì)于舊的上、下夾板可以利用頂絲螺孔或加工幾個(gè)螺孔來安裝新的“頂絲”裝置見附圖16附圖17。第二類方法的操作過程完全按七個(gè)過程來進(jìn)行操作。本方法所使用的工具結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)見附圖2---圖8及


和附圖10到附圖17及

。第二類方法是較安全的一類測試方法，但是方法由于要在每一口井上安裝永置式傳感器因此油田投入的測試成本還是比較高的，因此本發(fā)明提出供第三類方法如下。
第三類方法這種方法僅需要永久安裝的下光桿卡子、使用光桿套筒和改進(jìn)的傳感器以及要求上夾板與上光桿卡子連接在一起并且兩者可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)見附圖11。第三類方法的操作過程完全按七個(gè)過程來進(jìn)行操作，與第二種方法的不同之處有三點(diǎn)①這種方法不需要在每一口井上安裝永置式示功儀傳感器，因此極大地降低了生產(chǎn)測試成本。②這種方法需要對(duì)示功儀傳感器做出必要的改進(jìn)------即示功儀傳感器要有自鎖定裝置，本發(fā)明提供了一種能自動(dòng)鎖定于光桿的裝置示意圖見附圖9及

。③示功儀傳感器在測試時(shí)安裝于懸繩器夾板中，測試后示功儀傳感器從夾板中取出，傳感器是在當(dāng)下光桿卡子與光桿套筒接觸后A區(qū)空間增大時(shí)夾放于兩夾板上或取出的。這個(gè)過程要求操作人員技術(shù)熟練，要由具有豐富的油田測試經(jīng)驗(yàn)的職工進(jìn)行操作。
第四類方法這類方法要使用液壓原理即“千斤頂”來實(shí)現(xiàn)傳感器的加載和卸載過程。這類方法和第一類方法一樣不需要光桿套筒和下光桿卡子，方法需要配置液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)不停抽示功圖測試。這種方法需用一高壓軟管連接到懸繩器上的“千斤頂”上而另外一頭連接到固定的且易于進(jìn)行加壓操作的地方(千斤頂永久固定于懸繩器上或與夾板組合設(shè)計(jì)在一起)。抽油機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)液壓系統(tǒng)處于不加壓的狀態(tài)下，這時(shí)永置式傳感器處于非受力的狀態(tài)而光桿全重壓在頂絲上。測試時(shí)則進(jìn)行系統(tǒng)加壓“千斤頂”頂起永置式傳感器，這時(shí)光桿全重加在傳感器上而頂絲處于非受力狀態(tài)實(shí)現(xiàn)示功圖的測試。高壓軟管連接方法和永置式傳感器電纜的連接方法一樣(吊裝于連接懸繩器與抽油機(jī)之間的鋼絲上，鋼絲的連接要確保抽油機(jī)驢頭自由上下運(yùn)動(dòng))，而“千斤頂”則是專門設(shè)備可由工廠直接生產(chǎn)組裝于懸繩器上。由于這類方法的“千斤頂”只是在要測試時(shí)才加壓而在正常抽油生產(chǎn)時(shí)“千斤頂”不加壓，因此“千斤頂”可以長期使用。本方法是四類方法中操作最安全的一種，缺點(diǎn)是成本較高，高壓軟管易老化?！扒Ы镯敗钡陌惭b方法十分靈活圖18僅指出一類安裝示意圖。
抽油機(jī)不停抽示功圖測試方法不僅克服了停抽安裝示功儀時(shí)出現(xiàn)的易燒電器等問題，而且解決了永置式傳感器在生產(chǎn)測試過程中傳感器容易發(fā)生形變?cè)斐蓽y試結(jié)果的偏差且維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，方法對(duì)現(xiàn)行抽油機(jī)配電箱系統(tǒng)不需做任何改動(dòng)，本發(fā)明提供的方法是抽油機(jī)在正常生產(chǎn)時(shí)夾放于懸繩器兩夾板之間的傳感器是處于非受力狀態(tài)，這樣就大大延長測試裝置的使用時(shí)限和檢測周期，減少了儀器檢修工作量。較大幅度地降低了生產(chǎn)測試成本，方法解決了停抽安裝示功儀傳感器所造成的抽油泵管柱內(nèi)相關(guān)因素發(fā)生的變化，保持了抽油機(jī)不停抽生產(chǎn)狀況下最接近真實(shí)情況的抽油泵示功圖信息和不影響抽油井生產(chǎn)時(shí)率等優(yōu)點(diǎn)。

附圖1為方法最基本的結(jié)構(gòu)及位置示意圖其中1---鋼絲繩 2---光桿 3---光桿卡子(上光桿卡子) 4---懸繩器上夾板 5---頂絲 6---懸繩器下夾板 7---光桿卡子(下光桿卡子) 8---為抽油機(jī)驢頭行至下死點(diǎn)時(shí)盤根盒在光桿上可達(dá)到的最高位置(本發(fā)明稱之為——光桿上死點(diǎn)) 9---光桿套筒 10---井口盤根盒，A區(qū)為示功儀傳感器夾放位置。
附圖2為光桿套筒主視圖及兩剖面圖示意圖其中1---活頁軸 2---套筒左半弧 3---套筒右半弧 4---夾放光桿位置 5---小手柄 6---鎖定銷釘和手柄 7---大手柄(主手柄)附圖3為光桿套筒俯視示意圖及分解示意圖其中1---活頁軸 2---夾放光桿位置 3---大手柄(主手柄) 4---套筒左半弧 5---鎖定銷釘和手柄 6---鎖定鎖頭 7---套筒右半弧 8---小手柄，C---C剖視位置。
附圖4為C---C剖視示意圖其中 1---彈簧及彈簧倉(用于對(duì)鎖定銷釘和手柄的復(fù)位) 2---活頁軸 3---小手柄 4---鎖定銷釘和手柄 5---鎖定鎖頭 6---螺絲釘(螺絲釘用于安裝鎖定銷釘和手柄的封口)附圖5為光桿套筒左視示意圖其中1---光桿套筒主體 2---大手柄(主手柄) 3---鎖定銷釘和手柄附圖6為上夾板三視示意圖其中1---加長加寬加厚的上夾板主體 2---頂絲定位點(diǎn)，上夾板可以和附圖7對(duì)換成為下夾板，此時(shí)下夾板即附圖7成為上夾板。
附圖7為下夾板三視示意圖其中1---為頂絲不等形軸孔 2---加長加寬加厚的下夾板主體 3---頂絲及頂絲手柄，它可和上夾板對(duì)換。
附圖8為新懸繩器安裝示意圖其中1---鋼絲繩 2---上光桿卡子 3---上夾板 4---光桿 5---下夾板 6---頂絲及頂絲手柄 7---下光桿卡子，在安裝時(shí)上夾板可以和下夾板對(duì)換-----即視圖的上部成為底部而底部成為上部。
附圖9為改進(jìn)的示功儀傳感器示意圖本圖中細(xì)實(shí)線為保留的原部件，這兩部分為1---傳感器應(yīng)變片 2---電子倉 其余為 3---傳感器“U”形墊鐵 4---傳感器“U”形墊鐵鎖定銷釘彈簧 5---傳感器“U”形墊鐵鎖定銷釘 6---傳感器手柄 7---傳感器弧形鎖定鎖頭 8---傳感器弧形鎖定鎖頭螺釘軸 9---傳感器弧形鎖定鎖頭彈簧，Q為傳感器弧形鎖定鎖頭的前半部分、H為傳感器弧形鎖定鎖頭的后半部分。俯視示意圖沒有畫應(yīng)變片，俯視示意圖為鎖定光桿時(shí)弧形鎖定鎖頭的鎖定位置狀態(tài)。傳感器鎖定工作過程在沒有推入到懸繩器兩夾板間光桿上時(shí)由于彈簧9的作用Q頭部分收入到“U”形墊鐵弧形鎖槽內(nèi)而H頭部分則從弧形鎖槽內(nèi)出來占據(jù)光桿部分位置，這時(shí)光桿可自由進(jìn)入到“U”形墊鐵弧形鎖定鎖頭內(nèi)。測試時(shí)當(dāng)傳感器推入到懸繩器兩夾板間光桿上時(shí)H頭部分收入到“U”形墊鐵弧形鎖槽內(nèi)而Q頭部分則從弧形鎖槽內(nèi)出來處于鎖定光桿位置，當(dāng)兩夾板壓緊傳感器時(shí)傳感器“U”形墊鐵鎖定銷釘在壓力作用下進(jìn)入到鎖定位置使弧形鎖定鎖頭不能后退實(shí)現(xiàn)對(duì)光桿的鎖定。傳感器“U”形墊鐵鎖定銷釘彈簧的彈力要大于傳感器的兩倍重量，當(dāng)兩夾板解除壓力時(shí)傳感器“U”形墊鐵鎖定銷釘自動(dòng)彈起，這時(shí)傳感器可以自由取下。
附圖10為不等厚鋼板示意圖其中1---為簿鋼板工作點(diǎn) 2---為厚鋼板工作點(diǎn) 3---手柄 4---光桿活動(dòng)區(qū)域附圖11為在上光桿卡子和上夾板之間夾放彈性鋼板以及將上夾板定位于上光桿卡子上的結(jié)構(gòu)示意圖其中1---鋼絲繩 2---光桿 3---定位上夾板的鋼板 4---定位螺絲釘 5---上光桿卡子 6---彈性鋼板 7---上夾板附圖12為彈性鋼板三視示意圖。
附圖13為安裝偏心凸輪的懸繩器結(jié)構(gòu)示意圖其中1---鋼絲繩 2---光桿卡子 3---上夾板 4---頂絲 5---光桿 6---偏心凸輪與傳感器間分隔鋼板 7---偏心凸輪 8---組合下夾板附圖14為偏心凸輪示意圖其中1---為偏心凸輪 2---為兩偏心凸輪軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪安裝位置 3---手柄安裝位置 4---緊固定螺絲桿 5---偏心輪軸附圖15為90度(三折線)手柄示意圖。
附圖16為目前舊上夾板改動(dòng)加長部分示意圖的主視圖和左視圖，圖中螺絲為緊固螺絲，B區(qū)為舊夾板插入位置。
附圖17為目前舊下夾板、頂絲改動(dòng)加長部分示意圖的主視圖和左視圖，螺絲為緊固螺絲，B區(qū)為舊夾板插入位置。
附圖18為第四類方法安裝示意圖1---鋼絲繩 2---光桿卡子 3---懸繩器上夾板 4---頂絲 5---光桿 6---分隔鋼板 7---千斤頂 8---懸繩器下夾板。
權(quán)利要求
1.抽油井不停抽示功圖測試方法，其特征是方法在井口裝置中增加了(除第一類、第四類方法不需要三個(gè)要素外)光桿套筒、下光桿卡子、和光桿上死點(diǎn)三個(gè)要素并利用懸繩器上夾板、下夾板、頂絲、傳感器的幾何形態(tài)的差異性、可改變性來進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和增加裝置項(xiàng)目從而實(shí)現(xiàn)抽油井不停抽示功圖測試目地。
2.抽油井不停抽示功圖測試方法，其特征是方法(除第一類、第四類方法外)在示功圖測試中必須進(jìn)行七個(gè)過程的操作。
3.利用四類不停抽示功圖測試方法、原理的抽油井不停抽示功圖測試及產(chǎn)品。
4.本發(fā)明中的光桿套筒、下光桿卡子及利用光桿套筒、下光桿卡子原理、方法的不停抽示功圖測試及產(chǎn)品。
5.本發(fā)明中示功儀傳感受器“U”形墊鐵的自鎖定裝置及利用自鎖定裝置原理的不停抽示功圖測試及產(chǎn)品。
6.本發(fā)明中改進(jìn)的上夾板、下夾板、頂絲、增加的彈性鋼板、不等厚鋼板、偏心凸輪、90度手柄、上夾板與上光桿卡子的可活動(dòng)式連接、舊的上下夾板和頂絲的改造方法、組合形式原理及產(chǎn)品。
全文摘要
該方法不僅克服了停抽安裝示功儀傳感器時(shí)出現(xiàn)的易燒電器等問題,而且解決了永置式傳感器在生產(chǎn)測試過程中容易發(fā)生形變?cè)斐蓽y試結(jié)果的偏差且維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)在正常生產(chǎn)時(shí)使用權(quán)傳感器處于非受力狀態(tài),這樣就大大延長傳感器的使用時(shí)限和檢測周期,減少了檢修工作量。大幅度地降低了生產(chǎn)測試成本,使永置式示功圖測試方法得到進(jìn)一步有效推廣,保持了抽油機(jī)不停抽生產(chǎn)狀況下最接近真實(shí)情況的抽油泵示功圖信息。
文檔編號(hào)E21B47/00GK1271055SQ9910269
公開日2000年10月25日 申請(qǐng)日期1999年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月19日
發(fā)明者彭君 申請(qǐng)人:曹平生