CN104453791A - 游梁式抽油机的平衡调节装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种游梁式抽油机的平衡调节装置及方法，属于游梁式抽油机领域。装置包括：可沿抽油机的游梁的长度方向在游梁上移动的平衡块；检测模块，用于检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；控制模块，用于根据电机分别在上、下冲程中的工作电流，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；执行模块，用于按照平衡块待移动的移动方向和距离，在游梁上移动平衡块。方法包括：计算抽油机的电机分别在上、下冲程中的电功率；当抽油机不平衡时，确定平衡块待移动的移动方向和距离；并移动平衡块。本发明无需人工职守。

Description

游梁式抽油机的平衡调节装置及方法

技术领域

本发明涉及游梁式抽油机领域，特别涉及一种游梁式抽油机的平衡调节装置及方法。

背景技术

游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一，主要由驴头、游梁、曲柄连杆机构和电机组成。工作时，电机的传动经曲柄连杆机构和游梁变成驴头的上下运动，驴头经抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动（上下冲程），从而不断地把井中的原油抽出井筒。

其中，只有当电机分别在上、下冲程中作功大致相同时，抽油机才处于平衡状态。但是，电机在上冲程时需要做很大的功才能使驴头提起抽油杆，而在下冲程时，抽油杆因自重带动驴头下落，不但不需要电机作功，反而对电机做负功。因此，电机在上、下冲程中的载荷非常不均匀，导致电机在上、下冲程中作功存在比较大的差异，从而造成抽油机不平衡。为了使抽油机在工作时平衡，现有技术提供了一种平衡方法，包括：首先，人工到现场实测抽油机上、下冲程中的电机运行电流，然后，根据测得的电流情况分析判断抽油机在上、下冲程中是否平衡，若不平衡，则在游梁或曲柄上增减平衡块，平衡块能够在下冲程时储存电机和抽油杆自重做的功，在上冲程时，平衡块释放储存的能量和电机一起对提起抽油杆作功，实现对抽油机的平衡进行调节。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：一方面，人工调平衡方法存在平衡调节时间长、平衡调节精度低、劳动强度大、和安全风险高等诸多问题；另一方面，现有技术是根据测得的电流绝对值判断抽油机在上、下冲程中是否平衡，由于电机在倒发电状态时工作电流的相位与发电状态时工作电流的相位相反，并且电机在倒发电状态时，抽油机是不平衡的，因此，根据测得的电流绝对值判断时抽油机是否平衡，将不能区分电机是倒发电状态还是发电状态，从而会造成误判。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种游梁式抽油机的平衡调节装置及方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种游梁式抽油机的平衡调节装置，所述装置包括：

可沿抽油机的游梁的长度方向在所述游梁上移动的平衡块；

检测模块，用于检测所述抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；

控制模块，用于根据所述检测模块检测的所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离；

执行模块，用于按照所述控制模块确定出的所述平衡块待移动的移动方向和距离，在所述游梁上移动所述平衡块。

可选地，所述执行模块包括：

电机、减速器、用于装载所述平衡块的平衡箱、滑轨、至少两个可在所述滑轨内滑动的滑轮、和齿条，所述电机和所述减速器设置在所述平衡箱中，所述滑轮设置在所述平衡箱底部，所述滑轨和所述齿条分别安装在所述游梁上且所述滑轨和所述齿条的长度方向分别与所述游梁的长度方向一致，所述电机的控制端与所述控制模块连接，所述电机的输出端与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端穿过所述平衡箱、并通过传动件与所述齿条连接。

可选地，所述电机为电磁制动电机，所述减速器为螺旋锥齿轮减速机。

可选地，所述控制模块包括：

计算单元，用于根据所述检测模块检测的所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率；

判断单元，用于根据所述计算单元计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡；

获取单元，用于当所述判断单元判定所述抽油机不平衡时，在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当所述抽油机不平衡时所述计算单元计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

可选地，所述判断单元用于：

获取所述抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率；所述上冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在上冲程中的电功率，所述下冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在下冲程中的电功率；

若所述上冲程参考电功率或所述下冲程参考电功率小于零，或者，若所述上冲程参考电功率和所述下冲程参考电功率均大于零且上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定所述抽油机不平衡。

可选地，所述执行模块还包括限位开关，所述限位开关设置在所述滑轨的两端并与所述控制模块连接。

另一方面，本发明实施例提供了一种游梁式抽油机的平衡调节方法，所述方法包括：

检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；

根据所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离；

按照确定的所述平衡块待移动的移动方向和距离，在所述抽油机的游梁上移动平衡块。

可选地，所述当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离，包括：

当所述抽油机不平衡时，在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当所述抽油机不平衡时所述电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

可选地，所述根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，包括：

获取所述抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率；所述上冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在上冲程中的电功率，所述下冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在下冲程中的电功率；

若所述上冲程参考电功率或所述下冲程参考电功率小于零，或者，若所述上冲程参考电功率和所述下冲程参考电功率均大于零且上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定所述抽油机不平衡。

可选地，所述方法还包括：

在移动所述平衡块时，检测所述平衡块是否移动至预定的限位范围，当所述平衡块移动至所述预定的限位范围时，驱使所述平衡块停止移动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过检测模块检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；控制模块根据检测模块检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；执行模块按照控制模块确定出的平衡块待移动的移动方向和距离，驱使平衡块在抽油机的游梁上移动；平衡块的移动将改变抽油机的平衡力臂和力矩，能够对游梁式抽油机的平衡进行调节；本装置无需人工操作与职守，因此减轻了人工劳动强度，提高了工作效率，而且节省了在人工进行抽油机平衡调节时所要调动人力和物力的花费；并且，通过根据电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，能够区分电机是到发电状态还是发电状态，从而避免根据电机分别在上、下冲程中的工作电流判断抽油机是否平衡带来的误判问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种游梁式抽油机的平衡调节装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的又一种游梁式抽油机的平衡调节装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的执行模块的主视图；

图4是本发明实施例提供的执行模块的俯视图；

图5是本发明实施例提供的执行模块的左视图；

图6是本发明实施例提供的一种游梁式抽油机的平衡调节方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的又一种游梁式抽油机的平衡调节方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1显示了本发明实施例提供的一种游梁式抽油机的平衡调节装置，该装置包括：

可沿抽油机的游梁的长度方向在游梁上移动的平衡块（图未示出）。

检测模块101，用于检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流。

控制模块102，用于根据检测模块101检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离。

执行模块103，用于按照控制模块102确定的平衡块待移动的移动方向和距离，在游梁上移动平衡块。

本发明实施例通过检测模块检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；控制模块根据检测模块检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；执行模块按照控制模块确定出的平衡块待移动的移动方向和距离，驱使平衡块在抽油机的游梁上移动；平衡块的移动将改变抽油机的平衡力臂和力矩，能够对游梁式抽油机的平衡进行调节；本装置无需人工操作与职守，因此减轻了人工劳动强度，提高了工作效率，而且节省了在人工进行抽油机平衡调节时所要调动人力和物力的花费；并且，通过根据电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，能够区分电机是到发电状态还是发电状态，从而避免根据电机分别在上、下冲程中的工作电流判断抽油机是否平衡带来的误判问题。

图2显示了本发明实施例提供的又一种游梁式抽油机的平衡调节装置，该装置包括：

可沿抽油机的游梁20的长度方向在游梁20上移动的平衡块（图未示出）。

检测模块201，用于检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流。

控制模块202，用于根据检测模块201检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离。

执行模块203，用于按照控制模块202确定的平衡块待移动的移动方向和距离，在游梁20上移动平衡块。

可选地，检测模块201可以是电流互感器。电流互感器可以在抽油机的上、下冲程中，实时采集电机的工作电流。

可选地，控制模块202包括计算单元2021、判断单元2022和获取单元2023。

计算单元2021，用于根据检测模块201检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率。可选地，计算单元2021可以是型号为EAD9033的电能采集模块。

判断单元2022，用于根据计算单元2021计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡。

可选地，判断单元2022用于：获取抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率。若上冲程参考电功率或下冲程参考电功率小于零，或者，若上冲程参考电功率和下冲程参考电功率均大于零且上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定抽油机不平衡。其中，该上冲程参考电功率为，将每个冲程周期获取的电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的电机在上冲程中的电功率。该下冲程参考电功率为，将每个冲程周期获取的电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的电机在下冲程中的电功率。可以理解的是，上、下冲程参考电功率可以分别是连续的预定数量的冲程周期的上、下冲程电功率的平均电功率。

获取单元2023，用于当判断单元2022判定抽油机不平衡时，在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当抽油机不平衡时计算单元2022计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

其中，预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系，包括：当抽油机在上冲程中的电功率小于零时，平衡箱待移动的方向为抽油机的驴头方向，待移动距离为预定距离；当抽油机在下冲程中的电功率小于零时，平衡箱待移动的方向为抽油机的曲柄方向，待移动距离为预定距离；当抽油机在上冲程和下冲程中的电功率均大于零且抽油机在上冲程和下冲程中的电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一时，若抽油机在上冲程和下冲程中的电功率中较小的参考电功率为上冲程参考电功率，则平衡箱待移动的方向为抽油机的驴头方向，待移动距离为预定距离；若抽油机在上冲程和下冲程中的电功率中较小的参考电功率为下冲程参考电功率，则平衡箱待移动的方向为抽油机的曲柄方向，待移动距离为预定距离。

可选地，参见图3-图5，执行模块203包括：电机2031、减速器2032、用于装载平衡块的平衡箱2033、滑轨2034、至少两个可在滑轨2034内滑动的滑轮2035、和齿条2036。电机2031和减速器2032设置在平衡箱2033中，滑轮2035设置在平衡箱2033底部，滑轨2034和齿条2036分别安装在游梁20上且滑轨2034和齿条2036的长度方向分别与游梁20的长度方向一致，电机2031的控制端与控制模块连接，电机2031的输出端与减速器2032的输入端连接，减速器2032的输出端穿过平衡箱2033、并通过传动件2032a与齿条2036连接。

可选地，电机2031可以是电磁制动电机2031，减速器2032可以是与电磁制动电机2031配套的螺旋锥齿轮减速机。当减速器2032为螺旋锥齿轮减速机时，减速器2032通过齿轮与齿条2036连接。齿轮与齿条2036相匹配，能够进行齿轮齿条2036咬合传动。需要说明的是，由于平衡块的移动速度由电机2031控制，因此，可以通过设定平衡块的待移动时间，例如2S（相当于电机2031的工作时间为2S），来实现将平衡块移动至预定距离。

可选地，平衡块可以是铅块。为了使装置适用于不同工况的游梁式抽油机，平衡块的重量可以按需变化。在实际应用中，设计平衡箱2033的体积时需考虑到平衡块重量的变化范围。假设电机2031和减速器2032的重量是50Kg，平衡块的重量是450Kg，那么平衡箱2033的总重量可达到500Kg。假设电机2031和减速器2032的体积为0.02m³，根据铅块的密度，得到450Kg的铅块的体积大约是0.04m³，那么平衡箱2033的体积至少为0.06m³。例如，平衡箱2033的长、宽、高分别为0.94m、0.25m、0.28m，其体积为0.0658m³。

可选地，执行模块203还包括支撑架2037和转轴2038，支撑架2037固定在平衡箱2033底部，转轴2038可转动地穿设在支撑架2037上，至少两个滑轮2035分别安装在转轴2038的两端。

可选地，滑轮2035可以是轴承，滑轨2034可以是槽钢。为了足够承受平衡箱2033整体的总重量，滑轮2035可以是加宽轴承。槽钢是截面为凹槽形的长条状钢材，需要两条槽钢才能构成滑轨2034。将两条槽钢安装在游梁20上后，两条槽钢的开口相对。轴承可以在槽钢内的一侧壁进行滑动，并且，轴承与槽钢为无间隙匹配，这样，槽钢可以上、下、左、右四个方位对轴承进行限位。

其中，滑轨2034的长度决定了平衡箱2033的移动范围，优选地，滑轨2034需要覆盖抽油机的游梁臂的大部分长度。齿条2036的模数需要根据减速器2032齿轮的模数来确定。可选地，滑轨2034和齿条2036通过凹槽形的支撑座2039固定在游梁20上。

可选地，执行模块203还包括限位开关（图未示出），设置在滑轨2034的两端，用于检测平衡块是否移动到预定的限位范围，当检测到平衡块移动到预定的限位范围时，发送信号至控制模块202。控制模块202收到信号时，将停止移动平衡块。该限位开关可以是接近开关。

下面简单介绍一下图2所示装置的工作过程：

在抽油机在工作时，该装置通过检测模块201实时检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流。控制模块202根据检测模块201检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，确定平衡块待移动的移动方向和距离。执行模块203根据控制模块202确定的平衡块待移动的移动方向和距离后，驱动电机2031正/反向转动，通过减速器2032、传动件2032a和齿条2036的传动配合，带动平衡箱2033沿着安装在抽油机的游梁20上的滑轨2034直线移动，进而实现抽油机平衡力臂和力矩的变化，完成了游梁式抽油机平衡的调节。

本发明实施例通过检测模块检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；控制模块根据检测模块检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；执行模块按照控制模块确定出的平衡块待移动的移动方向和距离，驱使平衡块在抽油机的游梁上移动；平衡块的移动将改变抽油机的平衡力臂和力矩，能够对游梁式抽油机的平衡进行调节；本装置无需人工操作与职守，因此减轻了人工劳动强度，提高了工作效率，而且节省了在人工进行抽油机平衡调节时所要调动人力和物力的花费；并且，通过根据电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，能够区分电机是到发电状态还是发电状态，从而避免根据电机分别在上、下冲程中的工作电流判断抽油机是否平衡带来的误判问题。

图6显示了本发明实施例提供的一种游梁式抽油机的平衡调节方法，该方法包括：

步骤601：检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流。

步骤602：根据电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离。

步骤603：按照确定的平衡块待移动的移动方向和距离，在抽油机的游梁上移动平衡块。

本发明实施例通过检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；根据检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；按照确定出的平衡块待移动的移动方向和距离，驱使平衡块在抽油机的游梁上移动；平衡块的移动将改变抽油机的平衡力臂和力矩，能够对游梁式抽油机的平衡进行调节；本装置无需人工操作与职守，因此减轻了人工劳动强度，提高了工作效率，而且节省了在人工进行抽油机平衡调节时所要调动人力和物力的花费；并且，通过根据电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，能够区分电机是到发电状态还是发电状态，从而避免根据电机分别在上、下冲程中的工作电流判断抽油机是否平衡带来的误判问题。

图7显示了本发明实施例提供的又一种游梁式抽油机的平衡调节方法，该方法包括：

步骤701：检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流。

可选地，可以通过电流互感器采集电机分别在上、下冲程中的工作电流。

步骤702：根据电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡。

当抽油机不平衡时，执行步骤703；当抽油机平衡时，退出本次流程。

本步骤702包括：

步骤7021：根据电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率。

可选地，根据抽油机的电机的工作电流和额定工作电压，通过电功率公式，可以获取抽油机分别在上、下冲程中的电功率。需要说明的是，电机的工作电流带有相位，获取到的电功率可能小于0。

步骤7022：获取抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率；其中，上冲程参考电功率为，将每个冲程周期获取的电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的电机在上冲程中的电功率，下冲程参考电功率为，将每个冲程周期获取的电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的电机在下冲程中的电功率。

公知地，抽油机在一个冲程周期内完成一次上冲程和一次下冲程。连续的预定数量的冲程周期可以是预先设定的一定数量的多个连续的冲程周期，例如30个连续的冲程周期。

可选地，为了提高判断的精度，避免误判，可以将连续的预定数量的冲程周期作为一个取值时段，并获取抽油机在至少三个连续取值时段中每个取值时段的上冲程参考电功率和下冲程参考功率，一个取值时段获取一个上冲程参考电功率和一个下冲程参考功率。抽油机在每个取值时段的上冲程参考电功率为，将在每个时段覆盖的每个冲程周期获取的抽油机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的抽油机在上冲程中的电功率。抽油机在每个取值时段的下冲程参考电功率为，将在每个时段覆盖的每个冲程周期获取的抽油机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的抽油机在下冲程中的电功率。

可选地，假设抽油机的冲程周期为0.5分钟，并这只一个取值时段将覆盖30个连续的冲程周期，那么一个取值时段的时长可以是15分钟。每个冲程周期获取一个抽油机在上冲程中的电功率、和一个抽油机在下冲程中的电功率。每个取值时段将得到30个抽油机在上冲程中的电功率和30个抽油机在下冲程中的电功率。按照从小到大的顺序，将30个抽油机在上冲程中的电功率和30个抽油机在下冲程中的电功率分别进行排序。取排列在中间位置的抽油机在上冲程中的电功率和抽油机在下冲程中的电功率分别作为上冲程参考电功率和下冲程参考电功率。

假设在三个连续的取值时段中，分别获取了3个上冲程参考电功率和下冲程参考电功率。

步骤7023：判断上冲程参考电功率或下冲程参考电功率是否小于零。

若上冲程参考电功率或下冲程参考电功率小于零，则判定抽油机不平衡，执行步骤703。反之，若上冲程参考电功率和下冲程参考电功率均大于零，则执行步骤7024。

假设在步骤7022中，获取了抽油机在至少三个连续取值时段中每个取值时段的上冲程参考电功率和下冲程参考功率，那么本步骤7023可以包括：判断两个以上的上冲程参考电功率或两个以上的下冲程参考电功率是否小于零。若两个以上的上冲程参考电功率或两个以上的下冲程参考电功率小于零，则判定抽油机不平衡，执行步骤703。若两个以上的上冲程参考电功率和两个以上的下冲程参考电功率均大于零，则执行步骤7024。

例如，步骤7022描述了在三个连续的取值时段中，分别获取了3个上冲程参考电功率和下冲程参考电功率，若该3个上冲程参考电功率中2个以上参考电功率小于0，或者，该3个下冲程参考电功率中2个以上参考电功率小于0，则判断抽油机不平衡。反之，若该3个上冲程参考电功率中2个以上参考电功率大于0，且该3个下冲程参考电功率中2个以上参考电功率大于0，则执行步骤7024。

步骤7024：判断上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值是否不大于二分之一。

若上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定抽油机不平衡，执行步骤703。反之，若上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值大于二分之一，则判定抽油机平衡，退出本次流程。

假设在步骤7022中，获取了抽油机在至少三个连续取值时段中每个取值时段的上冲程参考电功率和下冲程参考功率，并且步骤7023的判断情况为，两个以上的上冲程参考电功率和两个以上的下冲程参考电功率均大于零，那么本步骤7024包括：判断两个以上时段中的每个时段中上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值是否不大于二分之一。若两个以上时段中的每个时段中上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定抽油机不平衡，执行步骤703。反之，若两个以上时段中的每个时段中上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值大于二分之一，则判定抽油机平衡，退出本次流程。

步骤703：根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离。

可选地，本步骤703包括：在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当所述抽油机不平衡时所述电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

其中，参见步骤7021，可以根据电机分别在上、下冲程中的工作电流，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率。

结合步骤7023和7024可知，抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率包括以下四种情况其中一种：（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率小于零；（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率小于零；（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率和（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率均大于零、且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一、且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率为上冲程参考电功率；（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率和（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率均大于零、且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一、且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率为下冲程参考电功率。

可选地，预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系，包括：当（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率小于零时，平衡箱待移动的方向为抽油机的驴头方向，待移动距离为预定距离；当（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率小于零时，平衡箱待移动的方向为抽油机的曲柄方向，待移动距离为预定距离；当（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率和（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率均大于零且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一时，若（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率为上冲程参考电功率，则平衡箱待移动的方向为抽油机的驴头方向，待移动距离为预定距离；当（两个以上取值时段的）上冲程参考电功率和（两个以上取值时段的）下冲程参考电功率均大于零且（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一时，若（两个以上取值时段中的每个取值时段中）上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率为下冲程参考电功率，则平衡箱待移动的方向为抽油机的曲柄方向，待移动距离为预定距离。

步骤704：按照确定的平衡块待移动的移动方向和距离，在游梁上移动平衡块。

可选地，可以通过图2所示装置中执行模块202驱使平衡块在抽油机的游梁上移动。

步骤705：在移动平衡块时，检测平衡块是否移动至预定的限位范围，当平衡块移动至预定的限位范围时，驱使平衡块停止移动。

可选地，为了提高平衡块移动的安全性，可以预置平衡块的限位范围。当平衡块移动至限位范围时，驱使平衡块停止移动。

本发明实施例通过检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；根据检测的电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的电机的额定工作电压，计算出电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，当抽油机不平衡时，根据电机分别在上、下冲程中的电功率，确定平衡块待移动的移动方向和距离；按照确定出的平衡块待移动的移动方向和距离，驱使平衡块在抽油机的游梁上移动；平衡块的移动将改变抽油机的平衡力臂和力矩，能够对游梁式抽油机的平衡进行调节；本装置无需人工操作与职守，因此减轻了人工劳动强度，提高了工作效率，而且节省了在人工进行抽油机平衡调节时所要调动人力和物力的花费；并且，通过根据电机分别在上、下冲程中的电功率，判断抽油机是否平衡，能够区分电机是到发电状态还是发电状态，从而避免根据电机分别在上、下冲程中的工作电流判断抽油机是否平衡带来的误判问题。

需要说明的是：上述实施例提供的游梁式抽油机的平衡调节装置在调节游梁式抽油机的平衡时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的游梁式抽油机的平衡调节装置与游梁式抽油机的平衡调节方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种游梁式抽油机的平衡调节装置，其特征在于，所述装置包括：

可沿抽油机的游梁的长度方向在所述游梁上移动的平衡块；

检测模块，用于检测所述抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；

控制模块，用于根据所述检测模块检测的所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离；

执行模块，用于按照所述控制模块确定出的所述平衡块待移动的移动方向和距离，在所述游梁上移动所述平衡块。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述执行模块包括：

电机、减速器、用于装载所述平衡块的平衡箱、滑轨、至少两个可在所述滑轨内滑动的滑轮、和齿条，所述电机和所述减速器设置在所述平衡箱中，所述滑轮设置在所述平衡箱底部，所述滑轨和所述齿条分别安装在所述游梁上且所述滑轨和所述齿条的长度方向分别与所述游梁的长度方向一致，所述电机的控制端与所述控制模块连接，所述电机的输出端与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端穿过所述平衡箱、并通过传动件与所述齿条连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电机为电磁制动电机，所述减速器为螺旋锥齿轮减速机。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

计算单元，用于根据所述检测模块检测的所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率；

判断单元，用于根据所述计算单元计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡；

获取单元，用于当所述判断单元判定所述抽油机不平衡时，在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当所述抽油机不平衡时所述计算单元计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述判断单元用于：

获取所述抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率；所述上冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在上冲程中的电功率，所述下冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在下冲程中的电功率；

若所述上冲程参考电功率或所述下冲程参考电功率小于零，或者，若所述上冲程参考电功率和所述下冲程参考电功率均大于零且上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定所述抽油机不平衡。

6.根据权利要求2-5任一项所述的装置，其特征在于，所述执行模块还包括限位开关，所述限位开关设置在所述滑轨的两端并与所述控制模块连接。

7.一种游梁式抽油机的平衡调节方法，其特征在于，所述方法包括：

检测抽油机的电机分别在上、下冲程中的工作电流；

根据所述电机分别在上、下冲程中的工作电流和预置的所述电机的额定工作电压，计算出所述电机分别在上、下冲程中的电功率，并根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离；

按照确定的所述平衡块待移动的移动方向和距离，在所述抽油机的游梁上移动平衡块。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述抽油机不平衡时，根据所述电机分别在上、下冲程中的电功率，确定所述平衡块待移动的移动方向和距离，包括：

当所述抽油机不平衡时，在预置的抽油机不平衡时电机分别在上、下冲程中的电功率与平衡块待移动的移动方向和距离的对应关系中，获取当所述抽油机不平衡时所述电机分别在上、下冲程中的电功率对应的平衡块待移动的移动方向和距离。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据计算出的所述电机分别在上、下冲程中的电功率，判断所述抽油机是否平衡，包括：

获取所述抽油机在连续的预定数量的冲程周期中的上、下冲程参考电功率；所述上冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在上冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在上冲程中的电功率，所述下冲程参考电功率为，将每个所述冲程周期获取的所述电机在下冲程中的电功率按照大小顺序排列后，排列在中间的所述电机在下冲程中的电功率；

若所述上冲程参考电功率或所述下冲程参考电功率小于零，或者，若所述上冲程参考电功率和所述下冲程参考电功率均大于零且上、下冲程参考电功率中较小的参考电功率除以较大的参考电功率的值不大于二分之一，则判定所述抽油机不平衡。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在移动所述平衡块时，检测所述平衡块是否移动至预定的限位范围，当所述平衡块移动至所述预定的限位范围时，驱使所述平衡块停止移动。