【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油田开发，特别是涉及到一种不停机抽油机平衡调节的装置和方法。
技术介绍
1、油井抽油机平衡调节是采油管理的常规性工作，抽油机运行平衡率越高，设备运行越平稳、抽油机电机能耗越低。
2、现有技术实施油井平衡率调节需要停井，根据抽油机欠平衡或过平衡的情况，通过抽油机平衡块的增减，促使油井上行和下行时电机运行电功数值相互接近，实现抽油机功率平衡，达到设备运行平稳、降低运行能耗的目的。
3、现有技术有以下缺点：1、常规的情况下，油井平衡调节需要抽油机停井后进行抽油机的平衡块加减或调整工作，影响油井的时率；2、在常规抽油机平衡调节过程中，需要人工进行平衡块加减，职工劳动强度大，且职工需要负重和登高操作、安全隐患大；3、对于部分在运行的抽油机设备，由于井深和地面设备型号的限制，存在抽油机配重箱加满平衡块后仍然欠平衡或配重箱清空后仍然过平衡的现象，影响了设备运行的稳定性能。
4、在申请号：cn201310184886.5的中国专利申请中，涉及到一种抽油机平衡游标的调节控制装置及其控制方法。为了克服传统抽油机平衡调节的不足，该专利技术包括游标执行控制总成和地面采集分析控制总成，游标执行控制总成以太阳能储能为电源，并与地面采集分析控制总成之间采用无线通讯方式进行控制联系；地面采集分析控制总成通过对抽油机平衡度参数进行采集和分析，向游标执行控制总成发送指令控制平衡游标的移动用以调节抽油机平衡，以及其对应的控制方法。其有益效果是无需外接任何电源，解决了安全隐患和电缆寿命问题，并增大抽油机平衡度调节范围，
5、在申请号：cn201721668837.9的中国专利申请中，涉及到一种游梁抽油机控制系统，属于石油开采设备领域。其技术方案为：包括plc，plc的电源输入端连接电源模块，plc的数字输入端连接开关按钮和接近开关，接近开关用于测量抽油机的上死点位置即抽油机主机曲柄的垂直向下位置，plc的数字输出通过继电接触控制电路连接继电器组。该技术的有益效果为：同时具有平衡调节和速度调节功能，集成度高。兼容直流供电和交流供电系统，直流供电时根据载荷调节系统参数，交流供电时根据载荷或者电参数调节系统参数。该技术仅仅对游梁抽油机适用性，未对皮带式抽油机的适应性进行描述。且进行平衡率调节时，由于没有定义抽油机的上行冲程和下行冲程，仅仅是通过变速对上行和下行同步变大或变小调速来实现平衡率的调整，对调整的频率幅度有限。
6、在申请号：cn201911028115.0的中国专利申请中，涉及到一种用于抽油机平衡动态调节融合多级调压节能控制方法。采用平衡实时动态调节与多级调压相结合的技术，具体的实现方式是：首先，通过安装动态调节平衡装置，并根据抽油机结构尺寸及运行周期等参数，实现平衡力矩的实时调整，在完成平衡度在线调整的同时有效降低抽油机电机运行的峰值功率；其次，根据抽油机平衡调整后的工况，在得到运行功率并辨识出最大功率的基础上，判定出重载运行区间持续时间，以此为依据计算出电机调压等级最低限定值；最后，根据多档位双绕组变压器与电机星、角接线相结合方式实现的多种调压等级，选择满足限制要求电压等级，且最小电机损耗为最终控制调压等级，实现最大程度提高电机及供电线路效率目的。该技术需要对抽油机进行改造较大(安装动态调节平衡装置)，且改变平衡力矩的方式仅仅适合油量抽油机，对于皮带式抽油机链条箱传动和配重箱平衡的模式不适应。
7、在申请号：cn201910687068.4的中国专利申请中，涉及到一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法及控制装置，该方法包括：获取游梁式抽油机的第一运行参数；根据第一运行参数绘制以曲柄转角为横坐标，扭矩为纵坐标的净扭矩曲线和载荷扭矩曲线，确定净扭矩曲线上的零点及拐点对应的曲柄转角、净扭矩数值和载荷扭矩数值；将净扭矩曲线上两两相邻的零点和拐点确定为一个调整周期；根据第一运行参数中曲柄转角、曲柄转角对应的载荷扭矩和净扭矩，确定每个调整周期中游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离及曲柄转动时间；依次在每个调整周期中按照当前调整周期的游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离和曲柄转动时间匀速调整游梁辅助平衡重的位置。该申请可以改善游梁式抽油机的平衡状态。
8、以上现有技术均为游梁式抽油机相关应用技术，与本专利技术有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们专利技术了一种新的不停机抽油机平衡调节的装置和方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种解决了油井平衡调节需要停井问题，提供了一种免停井平衡率调节的不停机抽油机平衡调节的装置和方法。
2、本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：不停机抽油机平衡调节的装置，该不停机抽油机平衡调节的装置包括抽油机双死点采集开关、plc控制器、变频器、上位机和抽油机，该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机上，采集该抽油机上行和下行的运行死点状态，并将死点状态信号传输给该plc控制器，该plc控制器连接于该抽油机双死点采集开关和该变频器，将死点状态信号无线传输给该上位机，该上位机根据油井的平衡率情况，分别给上行和下行频率进行赋值，并将油井上行和下行的差异化频率传输给该plc控制器，该变频器执行该plc控制器传输过来的油井上行和下行的差异化频率，该抽油机连接于该变频器，在该变频器上行、下行差异化频率的控制下，进行油气举升，保证上行、下行功率总体平衡。
3、本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
4、该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机运行的上死点和下死点，以便将油井的上行和下行状态分开并反馈给该plc控制器。
5、该不停机抽油机平衡调节的装置和方法还包括智能电表，该智能电表采集该抽油机运行时的上行功率、下行功率、上行电流、下行电流、周期耗电量、油井功率平衡率这些参数。
6、该上位机计算油井平衡率的公式为：
7、油井功率平衡率＝下行功率/上行功率×100％。
8、该上位机计算出的油井平衡率在60％-160％区间时，说明油井平衡率达标，正常生产。
9、该上位机计算出的油井平衡率超出60％-160％，说明油井平衡率需要调节。
10、若油井平衡率小于60％，说明油井欠平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运行冲次不变的情况下，将油井上行频率相对于当前油井运行频率逐渐调小，油井下行频率根据油井冲次不变自动生成对应频率，此时下行频率相对于原频率变大。
11、若油井平衡率大于160％，说明油井过平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运行冲次不变的情况下，将油井上行频率相对于当前油井运行频率逐渐调大，油井下行频率根据油井冲次不变自动生成对应频率，此时下行频率相对于原频率变小。
12、本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：不停机抽油机平衡调节本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的装置包括抽油机双死点采集开关、PLC控制器、变频器、上位机和抽油机，该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机上，采集该抽油机上行和下行的运行死点状态，并将死点状态信号传输给该PLC控制器，该PLC控制器连接于该抽油机双死点采集开关和该变频器，将死点状态信号无线传输给该上位机，该上位机根据油井的平衡率情况，分别给上行和下行频率进行赋值，并将油井上行和下行的差异化频率传输给该PLC控制器，该变频器执行该PLC控制器传输过来的油井上行和下行的差异化频率，该抽油机连接于该变频器，在该变频器上行、下行差异化频率的控制下，进行油气举升，保证上行、下行功率总体平衡。
2.根据权利要求1所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机运行的上死点和下死点，以便将油井的上行和下行状态分开并反馈给该PLC控制器。
3.根据权利要求1所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的装置和方法还包括智能电表，该智能电表采集该抽油机运行时的上行功率、下行功率、上行
4.根据权利要求3所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算油井平衡率的公式为：
5.根据权利要求4所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算出的油井平衡率在60％-160％区间时，说明油井平衡率达标，正常生产。
6.根据权利要求4所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算出的油井平衡率超出60％-160％，说明油井平衡率需要调节。
7.根据权利要求6所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，若油井平衡率小于60％，说明油井欠平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运行冲次不变的情况下，将油井上行频率相对于当前油井运行频率逐渐调小，油井下行频率根据油井冲次不变自动生成对应频率，此时下行频率相对于原频率变大。
8.根据权利要求6所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，若油井平衡率大于160％，说明油井过平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运行冲次不变的情况下，将油井上行频率相对于当前油井运行频率逐渐调大，油井下行频率根据油井冲次不变自动生成对应频率，此时下行频率相对于原频率变小。
9.不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的方法采用了权利要求1所述的不停机抽油机平衡调节的装置，包括：
10.根据权利要求9所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤1，上位机计算油井平衡率的公式为：
11.根据权利要求9所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤2，油井平衡率在60％-160％区间，说明油井平衡率达标，正常生产。
12.根据权利要求9所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤3，上位机将调节的频率指令通过PLC控制器下达到变频器，变频器通过抽油机双死点采集开关界定的上行和下行冲程，使抽油机分别执行上下冲程差异化频率。
13.根据权利要求12所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤3，抽油机按照上下行差异化频率运行后，对应的抽油机上行功率变小、下行功率变大，智能电表采集对应的上行和下行功率，经过PLC控制器传输到上位机，并对调节后的功率平衡率进行重新计算和展示，通过在上位机上多轮差异化平衡率赋值调节，使上、下行功率靠近，实现油井平衡。
14.根据权利要求9所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤4，上位机将调节的频率指令通过PLC控制器下达到变频器，变频器通过抽油机双死点采集开关界定的上行和下行冲程，使抽油机分别执行上下冲程差异化频率。
15.根据权利要求14所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，在步骤3，抽油机按照上下行差异化频率运行后，对应的抽油机上行功率变大、下行功率变小，智能电表采集对应的上行和下行功率，经过PLC控制器传输到上位机，并对调节后的功率平衡率进行重新计算和展示，通过在上位机上多轮差异化平衡率赋值调节，使上、下行功率靠近，实现油井平衡。
16.根据权利要求9所述的不停机抽油机平衡调节的方法，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的方法还包括，在步骤4之后，持续在线跟踪油井平衡率情况，若油井平衡率超出要求的范围，循环步骤1-4使油井平衡率达标。
...【技术特征摘要】
1.不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的装置包括抽油机双死点采集开关、plc控制器、变频器、上位机和抽油机，该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机上，采集该抽油机上行和下行的运行死点状态，并将死点状态信号传输给该plc控制器，该plc控制器连接于该抽油机双死点采集开关和该变频器，将死点状态信号无线传输给该上位机，该上位机根据油井的平衡率情况，分别给上行和下行频率进行赋值，并将油井上行和下行的差异化频率传输给该plc控制器，该变频器执行该plc控制器传输过来的油井上行和下行的差异化频率，该抽油机连接于该变频器，在该变频器上行、下行差异化频率的控制下，进行油气举升，保证上行、下行功率总体平衡。
2.根据权利要求1所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该抽油机双死点采集开关安装在该抽油机运行的上死点和下死点，以便将油井的上行和下行状态分开并反馈给该plc控制器。
3.根据权利要求1所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该不停机抽油机平衡调节的装置和方法还包括智能电表，该智能电表采集该抽油机运行时的上行功率、下行功率、上行电流、下行电流、周期耗电量、油井功率平衡率这些参数。
4.根据权利要求3所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算油井平衡率的公式为：
5.根据权利要求4所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算出的油井平衡率在60％-160％区间时，说明油井平衡率达标，正常生产。
6.根据权利要求4所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，该上位机计算出的油井平衡率超出60％-160％，说明油井平衡率需要调节。
7.根据权利要求6所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，若油井平衡率小于60％，说明油井欠平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运行冲次不变的情况下，将油井上行频率相对于当前油井运行频率逐渐调小，油井下行频率根据油井冲次不变自动生成对应频率，此时下行频率相对于原频率变大。
8.根据权利要求6所述的不停机抽油机平衡调节的装置，其特征在于，若油井平衡率大于160％，说明油井过平衡状态，该上位机对其生产频率进行调节，在现有运...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴大伟，胥晓伟，杨晓敏，李洪毅，薄其江，吴雪琴，王起晶，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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