抽油機光桿保護裝置的制作方法

本實用新型涉及石油開采機械設備保護裝置，特別是一種抽油機光桿保護裝置。

背景技術：

目前，油田生產過程中，由于油井井底結蠟或其它原因光桿下行遇阻造成抽油機懸繩器意外卸載損壞抽油機懸繩器、打彎光桿、砸壞摔壞一體化功圖儀的故障頻發、由此故障造成的油井躺井作業損失更加嚴重。此類故障多為突發性，生產中較難及時發現排除故障減少損失。

目前生產中對此類故障的監控技術處于空白，完全依賴人工巡檢發現故障，但多數情況是發現故障時已造成設備損壞或油井卡死躺井的故障。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種抽油機光桿保護裝置, 從而實現對抽油機本體及相關附件光桿、一體化功圖儀的保護,并通過油田自動化系統遠傳監測狀態實現實時監測報警。

本實用新型的目的是通過如下途徑實現的：一種抽油機光桿保護裝置，該裝置包括無線連接的無線故障檢測傳感器和無線磁控繼電器，其中無線故障檢測傳感器安裝于抽油機懸繩器上，無線磁控繼電器安裝于抽油機啟動柜內；

所述的無線故障檢測傳感器包括編碼專用集成電路IC1 及無線電發射頭IC2 ，干簧管S1輸入引腳B接12V電源G正極，干簧管S1輸出引腳A分別接電容C1正極，編碼開關引腳1，編碼專用集成電路IC1集成電路引腳6，無線電發射元件IC2引腳2、引腳4；編碼開關1－10#引腳與編碼專用集成電路IC1集成電路1－10#輸入引腳相連，集成電路IC1引腳8、引腳14與電源負相連接，引腳11、12、13分別接電阻R2、電容C2、電阻R1首端，電阻R2、電容C2、電阻R1尾端連接到一起構成的編碼專用集成電路IC1的振蕩電路；編碼專用集成電路IC1引腳5與無線電發射頭IC2引腳3相連接，無線電發射頭IC2引腳1接電源G負極；

所述的無線磁控繼電器包括無線電接收頭IC1 M303R和解碼專用集成電路IC2 MCI45027，電容C3與+6~12V電源并聯，電子繼電器K引腳1接電源正極引腳2與三極管VT8050引腳1相連接，三極管VT8050引腳2與電源負極連接，三極管VT8050引腳3與電阻R3串接，電阻R3與集成電路IC2 MC145027引腳11連接；電阻R2與電容C2串接后接集成電路引腳6，編碼開關引腳1接電源正極引腳2接電源負極，編碼開關引腳1－5#與集成電路1－5#引腳連接，集成電路引腳16與電源正極連接，引腳8與電源負極連接，電阻R1電容C1并聯后首端與集成電路引腳10連接，尾端與電源負極連接，集成電路引腳9與無線電接收元件IC1M303R引腳5連接，接收元件引腳2與電源正極連接引腳3與電源負極連接，引腳1與天線連接。

作為本方案的進一步優化，所述的無線故障檢測傳感器安裝于抽油機懸繩器正面，磁鐵安裝于無線故障檢測傳感器上方并與其內部干簧管接觸，磁鐵通過磁鐵拉繩與光桿上安裝的方卡子連接。

本實用新型抽油機光桿保護裝置，該裝置可達到如下效果：

1) 無線故障檢測傳感器采用磁吸式安裝于懸繩器正面，采用鋰電池供電，安裝簡單方便。

2) 解決了油井生產中抽油機懸繩器意外卸載造成損壞抽油機光桿、一體化功圖儀的難題。

3) 該裝置通過與抽油機啟動控制柜控制線路聯動控制，實現懸繩器意外卸載故障停機保護的功能，及時控制故障進一步擴大，造成油井躺井作業的問題。

4) 解決抽油機突發卸載故障，不能及時發現排除的難題，實現遠程實時報警監測

5) 該裝置進一步完善油井自動化監控功能，實現油井生產管理的無人值守化的管理，節約生產中人工的使用，提高工作效率，節約人工成本。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明：

圖1為本實用新型安裝示意圖；

圖2為本實用新型電路方框示意圖；

圖3為本實用新型中無線故障檢測傳感器106電路圖；

圖4為本實用新型中無線磁控繼電器108電路圖；

圖5為現有技術中抽油機電機控制電路圖；

圖6為懸繩器正常工作狀態示意圖；

圖7為懸繩器故障工作狀態示意圖；

圖中，方卡子101、一體化功圖儀102、磁鐵拉繩103、懸繩器104、磁鐵105、無線故障檢測傳感器106、光桿107、無線磁控繼電器108、抽油機啟動柜110。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實用新型抽油機光桿保護裝置，該裝置包括無線連接的無線故障檢測傳感器106和無線磁控繼電器108，其中無線故障檢測傳感器安裝于抽油機懸繩器104正面，無線磁控繼電器安裝于抽油機啟動柜110內；

如圖3所示，所述的無線故障檢測傳感器包括編碼專用集成電路IC1 及無線電發射頭IC2 ，干簧管S1起到檢測懸繩器故障狀態及控制電源的作用，干簧管S1輸入引腳B接12V電源G正極，干簧管S1輸出引腳A分別接電容C1正極，編碼開關引腳1，編碼專用集成電路IC1集成電路引腳6，無線電發射元件IC2引腳2、引腳4；編碼開關1－10#引腳與編碼專用集成電路IC1集成電路1－10#輸入引腳相連，集成電路IC1引腳8、引腳14與電源負相連接，引腳11、12、13分別接電阻R2、電容C2、電阻R1首端，電阻R2、電容C2、電阻R1尾端連接到一起構成的編碼專用集成電路IC1的振蕩電路；編碼專用集成電路IC1引腳5與IC2引腳3相連接觸發無線電發射頭IC2發射無線電信號，無線電發射頭IC2引腳1接電源G負極；

由R1、R2、C2構成IC1的振蕩電路，編碼開關可以任意設置三態和二態地址碼，以適應眾多發射器不同密碼的需要。當磁鐵與干簧管S1分離時S1閉合，即檢測到懸繩器與方卡子脫開，同時發射電路接通電源開始工作，由IC1所產生的特定編碼脈沖從腳5輸出給IC2進行調制，然后由IC2向外發射無線電波給無線磁控繼電器實現抽油機懸繩器卸載故障停機聯動保護報警。

如圖4所示，所述的無線磁控繼電器包括無線電接收頭IC1 M303R和解碼專用集成電路IC2 MCI45027，電容C3與+6~12V電源并聯，電子繼電器K引腳1接電源正極引腳2與三極管VT8050引腳1相連接，三極管VT8050引腳2與電源負極連接，三極管VT8050引腳3與電阻R3串接，電阻R3與集成電路IC2 MC145027引腳11連接；電阻R2與電容C2串接后接集成電路引腳6，編碼開關引腳1接電源正極引腳2接電源負極，編碼開關引腳1－5#與集成電路1－5#引腳連接，集成電路引腳16與電源正極連接，引腳8與電源負極連接，電阻R1電容C1并聯后首端與集成電路引腳10連接，尾端與電源負極連接，集成電路引腳9與無線電接收元件IC1M303R引腳5連接，接收元件引腳2與電源正極連接引腳3與電源負極連接，引腳1與天線連接。

當IC1接收到發射器發來的信號時，便進行解調，IC1有腳5輸出脈沖進入IC2的腳9，在IC2的內部 經過多次比較鑒別后，確認其信號有效，則IC2的腳11輸出高電平，三極管VT導通，于是繼電器K通電吸合，繼電器K的常閉觸點K1串聯于抽油機電機控制電路中，此時K的常閉觸點K1變為開路，抽油機控制電路失電抽油機電機停止運行，完成抽油機故障保護停機。電子繼電器K常閉觸點K1串聯入圖5所示的抽油機電機控制電路通過接線端子1與FU2連接，端子2與停止按扭SB2連接。

如圖6、圖7所示，油井正常生產時，光桿107、方卡子101形成負載受力面掛在懸繩器104受力面形成抽油機平衡運行，即圖6中狀態；當井底出現卡阻光桿107無法正常下行就會出現意外卸載的狀態，即圖7中狀態，此狀態下，抽油機失去平衡運行，方卡子101與懸繩器104發生巨大沖擊載荷，不能及時發現人工停抽油機對光桿107、懸繩器104及一體化功圖儀102都會造成破壞性故障；造成油井躺井作業，嚴重影響油井正常生產。

無線故障檢測傳感器106安裝于懸繩器正面位置，磁鐵105安裝于無線故障檢測傳感器106上部與其內部干簧管接觸，磁鐵105通過磁鐵拉繩103與方卡子101連接；抽油機正常運行時方卡子101壓住一體化功圖儀102與懸繩器104緊密接觸，磁鐵105與無線故障檢測傳感器106內干簧管緊密接觸干簧管金屬觸點a、b處于開路狀態，當突發卸載故障時磁鐵拉繩103拉動磁鐵105與無線故障檢測傳感器106分離，干簧管金屬觸點a、b變為閉合狀態，無線故障檢測傳感器106通電運行，并發送無線信號觸發安裝于抽油機啟動柜內的無線磁控繼電器動作斷開啟運柜控制線路實現故障停抽。

如圖2所示，當磁鐵與干簧管分離電路接通供電給磁控故障檢測電路開始工作觸發無線電發射電路發射無線電信號；圖2中無線電接收電路實時處于準備狀態，當接收到無線電信號時觸發繼電器控制電路工作，繼電器常閉觸點改變狀態控制抽油機電機控制電路工作，繼電器常開觸點作為開關量信號輸入給抽油機RTU控制柜電路，故障信息遠傳到站控中心上位機實現遠程報警。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。