一种抽油机空抽超声传感控制器制造技术

本发明专利技术提出一种抽油机空抽超声传感控制器，包括安装外壳、超声波发射探头、超声波接收探头以及控制电路模块。超声波发射探头以及超声波接收探头均通过安装外壳固定在抽油机的抽油管外壁面；超声波接收探头处于超声波发射探头发射的超声波信号经抽油管内原油传播的传播路径上；控制电路模块向超声波发射探头输入驱动信号；控制电路模块从超声波接收探头接收输出信号，并对输出信号进行滤波放大处理。本发明专利技术利用超声波的传播特性，判断抽油机是否出油。该超声传感控制器的安装不需要改造抽油机任何井口管路，甚至可以在不停产的条件下安装，是目前检测抽油井是否空抽的最简单可靠的设备，而且通过实验表面，检测结果精准，对低渗透油田节能降耗意义重大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原油生产节能控制领域，具体为一种抽油机空抽超声传感控制器。
技术介绍
目前，在油田原油生产中，抽油井的抽油机是全天候连续运行的，这种工作方式对低渗透油田来说是对电能的极大浪费。低渗透油田油藏结构的地质特点是：油井底部原油动液面的积累过程缓慢，原油动液面的上升速度远低于抽油机的抽吸速度。如果抽油机全天候运转，很多时间抽油机是处于空抽状态。低渗透油田抽油机的抽采过程中，当井底原油动液面侵没抽油泵，油泵被充满，抽油机有效抽油；当井底油泵未被原油动液面侵没或无动液面时，抽油机处在半空抽或空抽状态。抽油机处于空抽状态时，造成供给抽油机电机的电能浪费，与此同时，增加了抽油机的机械磨损进而缩短了抽油机的运行寿命。在各行各业都在采取各种手段节能降耗的形势下，目前这种低渗透油田的油井抽油机采用间歇工作方式。初期，采油工根据长期的生产经验，大致掌握某个井的出油情况，人工间歇停开抽油机。我国油田现在大面积使用游梁式抽油机(俗称磕头机)进行原油生产的抽采。对于油梁式抽油机，最早人工判断抽油机是否空抽方法有多种，包括触摸感知抽油杆温度、侦听油管内的油流声等，这些方法都受到各种外界因素的影响使判断准确性很底。随着电子技术的发展和传感器技术的进步，目前我国油田检测抽油井是否空抽主要采用功图法，该方法根据抽油机抽油杆的应力和位移两个变量的组合用软件判断油井是否在空抽状态下运行。这种方法虽然采取了先进的技术，但传感器安装复杂和功图法本身存在的缺点，其精确度是有限的。还有一种技术是用抽油机电机电流的大小判断抽油机是否空抽，这种方法精确度更低。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种抽油机空抽超声传感控制器，利用超声波的传播特性，判断抽油机是否出油。该超声传感控制器的安装不需要改造抽油机任何井口管路，甚至可以在不停产的条件下安装。本专利技术提出抽油机空抽超声传感控制器，是目前检测抽油井是否空抽的最简单可靠的设备，而且通过实验表面，检测结果精准，对低渗透油田节能降耗意义重大。技术方案本专利技术的技术方案为：所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：包括安装外壳、超声波发射探头、超声波接收探头以及控制电路模块；所述超声波发射探头以及所述超声波接收探头均通过安装外壳固定在抽油机的抽油管外壁面；所述超声波接收探头处于所述超声波发射探头发射的超声波信号经抽油管内原油传播的传播路径上；所述控制电路模块向所述超声波发射探头输入驱动信号；所述控制电路模块从超声波接收探头接收输出信号，并对输出信号进行滤波放大处理。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：超声波发射探头发射超声信号的方向，与抽油管轴线的夹角范围为10°～90°。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：当抽油管内具有抽油杆时，超声波发射探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影，与超声波接收探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影的夹角不大于90°。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：当抽油管内具有抽油杆时，超声波发射探头发射超声信号的方向，与抽油管轴线的夹角范围为45°±5°，且超声波发射探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影，与超声波接收探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影的夹角范围为80°±5°。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：所述控制电路模块依据处理后的输出信号，判断抽油机工作状态；当判断抽油机处于空抽工作状态，控制电路模块控制抽油机停止工作。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：控制电路模块中设置有冲次识别模块；控制电路模块依据冲次识别模块，以及处理后的输出信号，在确定连续若干冲次空抽后，判断抽油机处于空抽工作状态。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：所述控制电路模块中设置有延时器；延时器内设置有从抽油机停止工作到重启工作的间隔时间。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：延时器内还设置有从抽油机启动到控制电路模块开始判断超声波接收探头输出信号的间隔时间。进一步的优选方案，所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：所述超声波发射探头以及所述超声波接收探头采用磁吸方式安装在抽油管外壁面，通过安装外壳固定；所述安装外壳为两瓣式，将超声波发射探头或超声波接收探头包裹在内，且安装外壳两瓣之间采用耐油橡胶进行密封。有益效果本专利技术提出了一种抽油机空抽超声传感控制器，利用超声波的传播特性，判断抽油机是否出油。该超声传感控制器的安装不需要改造抽油机任何井口管路，甚至可以在不停产的条件下安装。本专利技术提出抽油机空抽超声传感控制器，是目前检测抽油井是否空抽的最简单可靠的设备，而且通过实验表面，检测结果精准，对低渗透油田节能降耗意义重大。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1：超声传感器探头在井口位置上的安装及检测原理理论示意图；图2：图1的A-A方式剖视图；图3：超声传感器在井口位置上的安装示意图；图4：超声传感器外壳(单瓣)示意图；图5：图3的A-A视图；图6：耐油橡胶垫示意图。其中：1、超声波发射探头；2、超声波接收探头；3、超声波波束；4、抽油管；5、传感器信号出线口；6、传感器外壳；7、传感器外壳安装螺栓孔；8、传感器外壳与抽油管夹持段；9、传感器壳体安装螺栓；10、耐油橡胶垫。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本实施例以游梁式抽油机为例，但本专利技术不仅可用于游梁式抽油机，还可用于其他类型的抽油机。工作原理：1)超声传感控制器信号发射和接收工作原理见图1，抽油机空抽超声传感控制器包括安装外壳、超声波发射探头、超声波接收探头以及控制电路模块。图1中，在井口装置的抽油管直立段外壁面安装超声波发射探头以及超声波接收探头。超声波接收探头处于超声波发射探头发射的超声波信号经抽油管内原油传播的传播路径上。控制电路模块向超声波发射探头输入驱动信号；控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：包括安装外壳、超声波发射探头、超声波接收探头以及控制电路模块；所述超声波发射探头以及所述超声波接收探头均通过安装外壳固定在抽油机的抽油管外壁面；所述超声波接收探头处于所述超声波发射探头发射的超声波信号经抽油管内原油传播的传播路径上；所述控制电路模块向所述超声波发射探头输入驱动信号；所述控制电路模块从超声波接收探头接收输出信号，并对输出信号进行滤波放大处理。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：包括安装外壳、超声波发射探头、超声波接收探头以及控制电路模块；所述超声波发射探头以及所述超声波接收探头均通过安装外壳固定在抽油机的抽油管外壁面；所述超声波接收探头处于所述超声波发射探头发射的超声波信号经抽油管内原油传播的传播路径上；所述控制电路模块向所述超声波发射探头输入驱动信号；所述控制电路模块从超声波接收探头接收输出信号，并对输出信号进行滤波放大处理。2.根据权利要求1所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：超声波发射探头发射超声信号的方向，与抽油管轴线的夹角范围为10°～90°。3.根据权利要求1或2所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：当抽油管内具有抽油杆时，超声波发射探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影，与超声波接收探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影的夹角不大于90°。4.根据权利要求3所述一种抽油机空抽超声传感控制器，其特征在于：当抽油管内具有抽油杆时，超声波发射探头发射超声信号的方向，与抽油管轴线的夹角范围为45°±5°，且超声波发射探头与抽油管中心的连线在抽油管横截面的投影，与超声波接收探头与抽油...

【专利技术属性】
技术研发人员：常益民，张福科，
申请(专利权)人：常益民，张福科，
类型：发明
国别省市：陕西;61