專利名稱：抽油機懸停調速技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抽油機調速技術，尤其是一種抽油機懸停調速技 術。背景技術：
抽油機是一種常見的采油設備，它的作用是將電動機的圓周運動轉 換成抽油桿的往復式直線運動，從而帶動地下抽油泵的工作。由于地下液體供給情況是變 化的，為了使地下油藏資源能夠持續開采，經常需要調整抽油機的提液量，調整的主要手段 就是改變抽油機往復運動的時間，簡稱抽油機調速。抽油機調速可分為以下幾種方式1、機 械調速，包括更換皮帶輪調速、切換齒輪調速。2、電動機調速，包括電動機變極調速、磁離合 器調速、直流電機調速。3、變頻調速。機械調速操作復雜，存在問題是不能連續調速。電動 機調速需要特制的電動機，存在問題是電動機效率低，調速范圍窄。變頻調速設備造價高， 存在問題是附加損耗大，對電網有諧波污染。除抽油機調速外，有些抽油機采用間歇工作方 式代替抽油機調速，同樣可以達到控制提液量的目的。但是由于電動機自然停機，停機后抽 油機的運動部分總是處在勢能最低位置，每次電動機起動都是重負載狀態，電動機重負載 啟動效率低下，不適用于頻繁起動。如果能解決的電動機重負載起動問題，就可以用電動機 短時間歇工作方式代替抽油機的其他調速方式。
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種在抽油機 運轉到勢能最高位置之前，用雙向可控電路關閉抽油電動機交流電源，使抽油機減速停車 的抽油機懸停調速技術。其技術方案是在抽油機的一個沖程中，利用抽油機力矩不平衡 特征，采用雙向可控電路和可控整流電路對抽油機電動機進行交、直流交替控制，實現抽油 機的負載運行、減速停車、懸停等待、輕載起動的周期控制。在抽油機運動部分的重力勢能 增加到最大值之前關閉雙向晶間管使抽油機運動部分的動能轉化成重力勢能，實現減速停 車；在抽油機重力勢能達到最高位置時由可控整流電路向電動機注入直流制動電流使抽油 機停止在高重力勢能位置；經過一段延時后取消制動電流，借助抽油桿或配重物的重力回 落及雙向可控電路的軟啟動控制，實現電動機的自加速輕載再啟動。為了能實現抽油電動機的輕負荷起動，使抽油機能工作在短時間歇工作狀態起到 抽油機調速作用，本發明設計了一種抽油機懸停調速控制流程。本發明實現抽油機懸停調 速的技術依據是抽油機負荷是一個不平衡負荷，在抽油機運行過程中，抽油機的重力勢能 即抽油桿和配重物位置，和抽油機的機械動能即電動機、抽油桿和配重物速度，之間周期性 的轉換。利用抽油機能量轉換特性可以實現抽油機的低損耗頻繁起動和停止，起到抽油機 調速的作用，而這項技術的關鍵就是能使抽油機運動部分停在高勢能位置的懸停技術。在抽油機運轉到勢能最高位置之前，用雙向可控電路關閉抽油電動機交流電源， 使抽油機減速停車；當抽油機運轉到勢能最高位置時動能基本耗盡，此時向電動機注入少 量的直流電流就可以使抽油機停在高勢能位置；經過一段延時后取消直流電流，抽油機在 重力勢能的作用下自動回落并帶動電動機重新轉動，實現抽油機往復運動的時間控制。采用上述技術方案后不用對原抽油機進行任何改動只需對電動機的控制電路稍 加變動就可以實現抽油機調速，該調速方法投資少、調速范圍廣、節能效果明顯，適用于各 種類型的直線式抽油機。
四
附圖1為本發明的原理圖；附圖2為是本發明的應用實施例圖。五具體實施例方式在抽油機的一個沖程中，利用抽油機力矩不平衡特征，采用雙 向可控電路和可控整流電路對抽油機電動機進行交、直流交替控制，實現抽油機的負載運 行、減速停車、懸停等待、輕載起動的周期控制。在抽油機運動部分的重力勢能增加到最大 值之前關閉雙向晶間管使抽油機運動部分的動能轉化成重力勢能，實現減速停車；在抽油 機重力勢能達到最高位置時由可控整流電路向電動機注入直流制動電流使抽油機停止在 高重力勢能位置；經過一段延時后取消制動電流，借助抽油桿或配重物的重力回落及雙向 可控電路的軟啟動控制，實現電動機的自加速輕載再啟動。為了能實現抽油電動機的輕負荷起動，使抽油機能工作在短時間歇工作狀態起到 抽油機調速作用，本發明設計了一種抽油機懸停調速控制流程。本發明實現抽油機懸停調 速的技術依據是抽油機負荷是一個不平衡負荷，在抽油機運行過程中，抽油機的重力勢能 即抽油桿和配重物位置，和抽油機的機械動能即電動機、抽油桿和配重物速度，之間周期性 的轉換。利用抽油機能量轉換特性可以實現抽油機的低損耗頻繁起動和停止，起到抽油機 調速的作用，而這項技術的關鍵就是能使抽油機運動部分停在高勢能位置的懸停技術。在抽油機運轉到勢能最高位置之前，用雙向可控電路關閉抽油電動機交流電源， 使抽油機減速停車；當抽油機運轉到勢能最高位置時動能基本耗盡，此時向電動機注入少 量的直流電流就可以使抽油機停在高勢能位置；經過一段延時后取消直流電流，抽油機在 重力勢能的作用下自動回落并帶動電動機重新轉動，實現抽油機往復運動的時間控制。如附圖中所示控制裝置6可以檢測抽油桿上止點位置接近開關4和抽油桿上止點 超前位置接近開關5的狀態，可以控制雙向晶閘管1和可控整流電路2的電流。抽油機調 速控制裝置6的工作過程為抽油桿自下向上行走到上止點以前某位置時裝置檢測到測抽 油桿上止點位置接近開關4的信號隨即關閉雙向晶閘管1。由于抽油機的慣性抽油桿繼續 上行，當到達上止點時，控制裝置6檢測到抽油桿上止點超前位置接近開關5的信號隨即開 通可控整流電路2向電動機3注入制動電流，電動機3停止轉動。根據事先給定的調速要 求確定制動電流的通入時間，時間到關閉可控整流電路2，而后電動機3主要在抽油機重力 勢能的作用下加速起動，雙向晶閘管1逐步開通，在電動機3達到接近額定轉速時將雙向晶 閘管1全部開通，電動機3進入全電壓工作狀態。抽油桿上止點位置接近開關4的位置由現場調整，應保證靠抽油機的慣性抽油桿 能到達上止點。也不要因抽油桿上止點位置接近開關4太靠近上止點，使抽油桿到達上止 點后電動機3仍保持很高的轉速，盡量減小抽油機懸停所需要的直流電流，減少電動機制 動帶來的損耗。當對抽油機速度的調整不大時，也可以不加直流制動電流，通過電動機3的 減速和加速過程實現調速。
權利要求
一種抽油機懸停調速技術，其特征在于在抽油機的一個沖程中，利用抽油機力矩不平衡特征，采用雙向可控電路和可控整流電路對抽油機電動機進行交、直流交替控制，實現抽油機的負載運行、減速停車、懸停等待、輕載起動的周期控制。
2.根據權利要求1所述的抽油機懸停調速技術，其特征在于在抽油機運動部分的重 力勢能增加到最大值之前關閉雙向晶間管使抽油機運動部分的動能轉化成重力勢能，實現 減速停車；在抽油機重力勢能達到最高位置時由可控整流電路向電動機注入直流制動電流 使抽油機停止在高重力勢能位置；經過一段延時后取消制動電流，借助抽油桿或配重物的 重力回落及雙向可控電路的軟啟動控制，實現電動機的自加速輕載再啟動。
3.根據權利要求2所述的抽油機懸停調速技術，其特征在于在抽油機運轉到勢能最 高位置之前，用雙向可控電路關閉抽油電動機交流電源，使抽油機減速停車；當抽油機運轉 到勢能最高位置時動能基本耗盡，此時向電動機注入少量的直流電流就可以使抽油機停在 高勢能位置；經過一段延時后取消直流電流，抽油機在重力勢能的作用下自動回落并帶動 電動機重新轉動，實現抽油機往復運動的時間控制。
全文摘要
本發明涉及一種抽油機調速技術，尤其是一種抽油機懸停調速技術。提供一種在抽油機運轉到勢能最高位置之前，用雙向可控電路關閉抽油電動機交流電源，使抽油機減速停車的抽油機懸停調速技術。其通過雙向晶閘管(1)和可控整流電路(2)對抽油機的電動機(3)進行交、直流混合控制。利用抽油機的力矩不平衡特征，使抽油機運動部分短時間停止在重力勢能的高位置。經過一定的延時后利用重力勢能與機械動能的轉換原理實現了抽油機的輕載起動，起到了調整抽油機沖次的作用。此調速方法結構簡單，不需要對抽油機和電動機進行任何改動，就可以實現抽油機調速，該調速方法投資少、調速范圍廣、節能效果明顯，適用于各種類型的直線式抽油機。
文檔編號H02P23/06GK101924515SQ20101026389
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者夏冰, 夏大洪, 李介祥 申請人:夏大洪