CN108825207B - 一种抽油机仿真测评*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抽油机仿真测评***，包括载荷传感器、用于安装在待测抽油机的游梁上的位移传感器、一端用于通过所述的载荷传感器固定在待测抽油机的驴头上的拉绳，以及用于模拟抽油机油井加载的驱动机构，以及用于安装在待测抽油机的驴头下方的拉绳张紧装置；所述的驱动机构包括第三滚筒以及用于驱动该第三滚筒转动的驱动电机组；所述拉绳的另一端经拉绳张紧装置张紧后缠绕在所述的第三滚筒上；所述的抽油机仿真测评***还包括触摸显示屏、存储器和控制器。该方案适于游梁式抽油机的能效检测与评价使用，在一定程度上确保了抽油机仿真测评***使用的稳定与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及抽油机测评领域，具体是一种抽油机仿真测评***，适于游梁式抽油机的能效检测与评价使用。
背景技术
抽油机仿真测评***，即抽油机的能效检测与评价仿真***包括地面***和井下***。其中，对抽油机井下工况的还原，是完成抽油机能效检测与评价的重要条件。
而现有抽油机仿真测评***，其仿真测评效果相对较差，且其在还原抽油机井下工况时，时常会发生拉线滑脱滚筒的现象，进而会影响对抽油机能效的检测与评价的稳定性和可靠性，不利于对油田抽油机能效的检测与评价工作的顺利进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种抽油机仿真测评***，用于油田抽油机的仿真测评。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种抽油机仿真测评***，包括载荷传感器、用于安装在待测抽油机的游梁上的位移传感器、一端用于通过所述的载荷传感器固定在待测抽油机的驴头上的拉绳，以及用于模拟抽油机油井加载的驱动机构，以及用于安装在待测抽油机的驴头下方的拉绳张紧装置；
所述的驱动机构包括第三滚筒以及用于驱动该第三滚筒转动的驱动电机组；所述拉绳的另一端经拉绳张紧装置张紧后缠绕在所述的第三滚筒上；
所述的抽油机仿真测评***还包括触摸显示屏、存储器和控制器，其中：
触摸显示屏，用于本***的信息输入与显示，包括用于输入待测抽油机的给定示功图以及用于显示本***中所涉及的各示功图；
存储器，用于本***的数据存储；
控制器，分别与所述的触摸显示屏、存储器、载荷传感器、位移传感器及驱动电机组相连，用于基于通过触摸显示屏输入的待测抽油机的给定示功图控制所述驱动电机组的运转，并用于基于接收到的载荷传感器和位移传感器的检测值计算当前待测抽油机的当前示功图，还用于控制上述输入的给定示功图及上述计算出的当前示功图的显示与存储。
其中，所述的抽油机仿真测评***还包括用于实时采集待测抽油机电机的实际功率的功率传感器，所述的功率传感器与所述的控制器相连；
所述的控制器还用于基于功率传感器的检测值及通过触摸显示屏输入的当前待测抽油机的额定功率，计算当前待测抽油机电动机的电动机功率利用率，并用于控制上述计算出的电动机功率利用率的显示与存储。
其中，所述驱动电机组的数量为两个，该两个驱动电机组分别安装在第三滚筒的滚筒轴的两端。
其中，所述的驱动电机组包括减速机和负载电机，所述负载电机的输出轴与所述减速机的输入轴同轴连接；所述减速机的输出轴与第三滚筒的滚筒轴的相应端同轴连接。
其中，所述的拉绳张紧装置包括U型安装底座，U型安装底座的两侧壁之间可转动地安有第一滚筒，所述第一滚筒的下方设有一拉绳张紧机构，所述的拉绳张紧机构位于U型安装底座的两侧壁之间；
所述的拉绳张紧机构包括与上述第一滚筒平行设置的第二滚筒，第二滚筒的滚筒轴的两端各自通过竖杆安装在U型安装底座的底壁上，第二滚筒与第一滚筒之间留有用于张紧拉绳的间隙。
其中，所述的竖杆为伸缩杆。
其中，所述的竖杆包括垂直固定在U型安装底座的底壁上的套筒、以及上端用于安装所述的第二滚筒的连杆，所述连杆的下端可滑动地套设在套筒内；所述套筒沿其长度方向上设有第一长条形孔，所述连杆的下端沿其长度方向上设有与上述第一长条形孔配合使用的第二长条形孔，第一长条形孔和第二长条形孔内配设有紧固螺栓。
其中，所述的控制器通过变频器与所述的驱动电机组电控连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明所述的抽油机仿真测评***，其包括用于张紧拉绳的拉绳张紧装置，当驱动第三滚筒转动时，拉绳张紧装置对所述的拉绳进行张紧，这在一定程度上降低了缠绕在第三滚筒上的拉绳滑离第三滚筒的现象的发生几率，进而能够在一定程度上确保本发明所述抽油机仿真测评***使用的稳定与可靠性。
(2)本发明所述的抽油机仿真测评***，其驱动电机组的数量为两个，该两个驱动电机组分别安装在第一滚筒的滚筒轴的两端，可见本发明采用双驱动电机组加载的方式模拟抽油机油井的加载，从而可在一定程度上扩大对油田各待测抽油机的型号的适用范围，进而可在一定程度上适应油田抽油机型号多样性的测评需求。
(3)本发明所述的抽油机仿真测评***，其还包括用于实时采集待测抽油机电机的实际功率的功率传感器，使用时，功率传感器能够实时采集待测抽油机的实际功率，并能够发送给控制器，控制器基于接收到的功率传感器的检测值及通过触摸显示屏输入的当前待测抽油机的额定功率，能够计算出当前待测抽油机的电动机的功率利用率，并用于控制上述计算出的电动机功率利用率的显示与存储，从而完成对待测抽油机电动机的功率测评。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明所述抽油机仿真测评***的具体实施方式1和2的局部结构示意图。
图2为图1中所示第一滚筒、各减速电机和负载电机的位置连接关系结构示意图。
图3为本发明所述抽油机仿真测评***的具体实施方式2中所述拉绳张紧装置的结构示意图。
图4为图3中所示竖杆的结构示意图。
图5为本发明所述抽油机仿真测评***的具体实施方式1和2的电气原理框图示意图。
其中：1、位移传感器，2、拉绳，3、载荷传感器，4、触摸显示屏，5、控制器，6、负载电机，6.1、输出轴，7、负载电机，7.1、输出轴，8、第三滚筒，8.1、滚筒轴，9、待测抽油机，9.1、驴头，9.2、游梁，9.3、抽油机电动机，10、变频器，11、存储器，12、拉绳张紧装置，12.1、第一滚筒，12.1.1、滚筒轴，12.2、U型安装底座，12.2.1、侧壁，12.2.2、底壁，12.3、第二滚筒，12.3.1、滚筒轴，12.4、竖杆，12.4.1、连杆，12.4.1.1、螺栓孔，12.4.1.2、第二长条形孔，12.4.2、套筒，12.4.2.1、第一长条形孔，12.4.3、螺栓，13、功率传感器，14、减速电机，15、减速电机，16、联轴器，17、联轴器，18、联轴器，19、联轴器。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
首先需要说明的是，本发明中所涉及的方位词均以说明书附图图1旋转前的示意图为基准。另外需要说明的是，本说明书中未记载的内容，均为本领域技术人员依据现有技术及本说明书的文字记载能够实现的内容，为简化说明书的结构，本说明书不再对其进行赘述。
具体实施方式1：
图1、2和5为本发明所述抽油机仿真测评***的一种具体实施方式。其中，所述的抽油机仿真测评***用于游梁式抽油机的测评。
在本实施方式中，该抽油机仿真测评***包括载荷传感器3、用于安装在待测抽油机9的游梁9.2上的位移传感器1、一端用于通过所述的载荷传感器3固定在待测抽油机9的驴头9.1上的拉绳2，以及用于模拟抽油机油井加载的驱动机构，以及用于安装在待测抽油机9的驴头9.1下方的拉绳张紧装置12。所述的驱动机构包括第三滚筒8以及用于驱动该第三滚筒8转动的驱动电机组；所述拉绳2的另一端经拉绳张紧装置12张紧后缠绕在所述的第三滚筒8上。所述的抽油机仿真测评***还包括触摸显示屏4、存储器11和控制器5。所述的触摸显示屏4，用于本***的信息输入与显示，包括用于输入待测抽油机9的给定示功图以及用于显示本***中所涉及的各示功图。所述的存储器11，用于本***的数据存储。所述的控制器5，分别与所述的触摸显示屏4、存储器11、载荷传感器3、位移传感器1及驱动电机组相连，用于基于通过触摸显示屏4输入的待测抽油机9的给定示功图控制所述驱动电机组的运转，并用于基于接收到的载荷传感器3和位移传感器1的检测值计算当前待测抽油机9的当前示功图，还用于控制上述输入的给定示功图及上述计算出的当前示功图的显示与存储。其中，所述的控制器5采用PLC控制器。所述的控制器5通过变频器10与所述的驱动电机组电控连接。使用之前，将其位移传感器1安装在待测抽油机9的游梁9.2上、并将其拉绳2通过载荷传感器3安装在待测抽油机9的驴头上，确保拉绳2的位于上述驴头9.1与拉绳张紧装置12之间的部分竖直分布。使用时，启动当前待测抽油机9的抽油机电动机9.3，之后通过触摸显示屏4输入当前待测抽油机9的给定示功图给控制器5，控制器5接收该输入的给定示功图并基于该接收到的示功图通过变频器10控制所述驱动电机组的运转，从而通过驱动电机组的运转模拟抽油机油井加载，加载过程中，所述的载荷传感器3能够实时检测到用于模拟抽油机油井加载的驱动机构产生的负载阻力并发送到控制器5、位移传感器1能够实时检测到待测抽油机9的游梁9.2的位移并发送到控制器5，控制器5基于其接收到的载荷传感器3和位移传感器1的检测值实时计算当前待测抽油机9的当前示功图，并能够将其计算所得的当前示功图以及其接收到的给定示功图通过触摸显示屏进行显示，最终完成对待测抽油机9示功图的测评。
本发明所述的抽油机仿真测评***，其包括用于张紧拉绳的拉绳张紧装置12，当驱动第三滚筒12.1转动时，拉绳张紧装置12对所述的拉绳2进行张紧，从而在一定程度上确保了拉绳2的位于拉绳张紧装置12与滚筒8之间的部分上始终保持有一定的张力，这在一定程度上降低了缠绕在第三滚筒上的拉绳滑离第三滚筒12.1的现象的发生几率，进而能够在一定程度上确保本发明所述抽油机仿真测评***使用的稳定与可靠性。
在本实施方式中，所述的抽油机仿真测评***还包括用于实时采集待测抽油机9电机的实际功率的功率传感器13，所述的功率传感器13与所述的控制器5相连。其中，所述的控制器5还用于基于功率传感器13的检测值及通过触摸显示屏4输入的当前待测抽油机9的额定功率，计算当前待测抽油机9电动机的电动机功率利用率，并用于控制上述计算出的电动机功率利用率的显示与存储。使用时，功率传感器13能够实时采集待测抽油机9的实际功率，并能够发送给控制器5，控制器5基于接收到的功率传感器13的检测值及通过触摸显示屏输入的当前待测抽油机9的额定功率，能够计算出当前待测抽油机9电机的电动机功率利用率，并用于控制上述计算出的电动机功率利用率的显示与存储，从而完成对待测抽油机9电动机的功率测评。
另外，在本实施方式中，所述驱动电机组的数量为两个，该两个驱动电机组分别安装在第三滚筒8的滚筒轴的两端，可见本发明采用双驱动电机组加载的方式模拟抽油机油井的加载，从而在一定程度上扩大了对待测抽油机9的型号适用范围，进而在一定程度上适应油田抽油机型号多样性的测评需求。具体地，每个驱动电机组均包括减速机14、减速机15、负载电机6和负载电机7，其中负载电机6的输出轴6.1与减速机14的输入轴通过联轴器17同轴连接、负载电机7的输出轴7.1与减速机15的输入轴通过联轴器16同轴连接。第三滚筒8的滚筒轴8.1的一端通过联轴器18与减速机15的输出轴同轴连接、另一端通过联轴器19与减速机14的输出轴同轴连接。
另外需要说明的是，本领域技术人员可依据自己的习惯，选用现有技术中任意用于张紧拉绳的拉绳张紧装置12，使在不影响拉绳2移动的前提下，在一定程度上确保拉绳2的位于拉绳张紧装置12与滚筒8之间的部分上始终保持有一定的张力。
具体实施方式2：
图1-5为本发明所述抽油机仿真测评***的另一种具体实施方式。该具体实施方式与上述具体实施方式1相比，不同之处在于，本实施方式中所述的拉绳张紧装置12包括U型安装底座12.2，U型安装底座12.2的两侧壁12.2.1之间可转动地安有第一滚筒12.1，所述第一滚筒12.1的下方设有一拉绳张紧机构，所述的拉绳张紧机构位于U型安装底座12.2的两侧壁12.2.1之间；所述的拉绳张紧机构包括与上述第一滚筒12.1平行设置的第二滚筒12.3，第二滚筒12.3的滚筒轴的两端各自通过竖杆12.4安装在U型安装底座12.2的底壁12.2.2上，第二滚筒12.3与第一滚筒12.1之间留有用于张紧拉绳2的间隙。该间隙用于张紧拉绳2。使用时，将拉绳2的相应部分通过第二滚筒12.3压向第一滚筒12.1而不影响拉绳的移动。此拉绳张紧机构的使用，确保了第二滚筒12.3与第一滚筒12.1始终对拉绳2有一张紧压力，进而在一定程度上确保了拉绳2的位于该拉绳张紧机构与滚筒8之间的部分上始终保持有一定的张力，从而在一定程度上降低了拉绳2的缠绕在第三滚筒上的部分滑离第三滚筒12.1的现象的发生几率，进而在一定程度上确保了本发明所述抽油机仿真测评***使用的稳定与可靠性。
为增加本发明使用的便利性，所述的竖杆12.4为伸缩杆。将竖杆12.4设置为伸缩杆，便于拉绳2的更换与张紧力大小调节。具体地，在本实施方式中，所述的竖杆12.4包括垂直固定在U型安装底座12.2的底壁12.2.2上的套筒12.4.2、以及上端用于安装所述的第二滚筒12.3的连杆12.4.1，所述连杆12.4.1的下端可滑动地套设在套筒12.4.2内；所述套筒12.4.2沿其长度方向上设有第一长条形孔12.4.2.1，所述连杆12.4.1的下端沿其长度方向上设有与上述第一长条形孔12.4.2.1配合使用的第二长条形孔12.4.1.2，第一长条形孔12.4.2.1和第二长条形孔12.4.1.2内配设有紧固螺栓。使用时，旋下各紧固螺栓，通过第一长条形孔12.4.2.1和第二长条形孔12.4.1.2，调节连杆12.4.1与套筒12.4.2之间的相对位置关系，之后在调节完毕后分别通过紧固螺栓紧固套筒12.4.2和连杆12.4.1，即可达到调节竖杆12.4的长度的目的。具体地，当缩短竖杆12.4的长度时，第二滚筒12.3与第一滚筒12.1之间间隙的宽度增大，方便将拉绳2穿过所述的间隙、也方便将拉绳2自上述间隙中取出进行更换。结构简单、使用方便。
在本实施方式中，所述第二滚筒12.3与其滚筒轴12.3.1之间轴承连接、第一滚筒12.1与其滚筒轴12.1.1之间轴承连接，第一滚筒12.1可在其滚筒轴12.1.1上滚动，第二滚筒12.3可在其滚筒轴12.3.1上滚动，滚筒轴12.3.1的两端各自通过螺栓固定安装在竖杆12.4（竖杆12.4的上端设有用于安装滚筒轴12.3.1的螺栓孔12.4.1.1）的上端、滚筒轴12.1.1的两端不可转动地固定在U型安装底座12.2的两侧壁12.2.1上。另外，本领域技术人员还可依据实际需要，选用现有技术中其他类型的滚筒。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种抽油机仿真测评***，其特征在于，包括载荷传感器（3）、用于安装在待测抽油机（9）的游梁（9.2）上的位移传感器（1）、一端用于通过所述的载荷传感器（3）固定在待测抽油机（9）的驴头（9.1）上的拉绳（2），以及用于模拟抽油机油井加载的驱动机构，以及用于安装在待测抽油机（9）的驴头（9.1）下方的拉绳张紧装置（12）；
所述的驱动机构包括第三滚筒（8）以及用于驱动该第三滚筒（8）转动的驱动电机组；所述拉绳（2）的另一端经拉绳张紧装置（12）张紧后缠绕在所述的第三滚筒（8）上；
所述的抽油机仿真测评***还包括触摸显示屏（4）、存储器（11）和控制器（5），其中：
触摸显示屏（4），用于本***的信息输入与显示，包括用于输入待测抽油机（9）的给定示功图以及用于显示本***中所涉及的各示功图；
存储器（11），用于本***的数据存储；
控制器（5），分别与所述的触摸显示屏（4）、存储器（11）、载荷传感器（3）、位移传感器（1）及驱动电机组相连，用于基于通过触摸显示屏（4）输入的待测抽油机（9）的给定示功图控制所述驱动电机组的运转，并用于基于接收到的载荷传感器（3）和位移传感器（1）的检测值计算当前待测抽油机（9）的当前示功图，还用于控制上述输入的给定示功图及上述计算出的当前示功图的显示与存储；
所述的拉绳张紧装置（12）包括U型安装底座（12.2），U型安装底座（12.2）的两侧壁（12.2.1）之间可转动地安有第一滚筒（12.1），所述第一滚筒（12.1）的下方设有一拉绳张紧机构，所述的拉绳张紧机构位于U型安装底座（12.2）的两侧壁（12.2.1）之间；
所述的拉绳张紧机构包括与上述第一滚筒（12.1）平行设置的第二滚筒（12.3），第二滚筒（12.3）的滚筒轴的两端各自通过竖杆（12.4）安装在U型安装底座（12.2）的底壁（12.2.2）上，第二滚筒（12.3）与第一滚筒（12.1）之间留有用于张紧拉绳（2）的间隙；
所述的竖杆（12.4）为伸缩杆；
所述的竖杆（12.4）包括垂直固定在U型安装底座（12.2）的底壁（12.2.2）上的套筒（12.4.2）、以及上端用于安装所述的第二滚筒（12.3）的连杆（12.4.1），所述连杆（12.4.1）的下端可滑动地套设在套筒（12.4.2）内；所述套筒（12.4.2）沿其长度方向上设有第一长条形孔（12.4.2.1），所述连杆（12.4.1）的下端沿其长度方向上设有与上述第一长条形孔（12.4.2.1）配合使用的第二长条形孔（12.4.1.2），第一长条形孔（12.4.2.1）和第二长条形孔（12.4.1.2）内配设有紧固螺栓。
2.根据权利要求1所述的抽油机仿真测评***，其特征在于：所述的抽油机仿真测评***还包括用于实时采集待测抽油机（9）电机的实际功率的功率传感器（13），所述的功率传感器（13）与所述的控制器（5）相连；
所述的控制器（5）还用于基于功率传感器（13）的检测值及通过触摸显示屏（4）输入的当前待测抽油机（9）的额定功率，计算当前待测抽油机（9）电动机的电动机功率利用率，并用于控制上述计算出的电动机功率利用率的显示与存储。
3.根据权利要求1或2所述的抽油机仿真测评***，其特征在于：所述驱动电机组的数量为两个，该两个驱动电机组分别安装在第三滚筒（8）的滚筒轴的两端。
4.根据权利要求3所述的抽油机仿真测评***，其特征在于：所述的驱动电机组包括减速机和负载电机，所述负载电机的输出轴与所述减速机的输入轴同轴连接；所述减速机的输出轴与第三滚筒（8）的滚筒轴的相应端同轴连接。
5.根据权利要求1或2所述的抽油机仿真测评***，其特征在于：所述的控制器（5）通过变频器（10）与所述的驱动电机组电控连接。
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