采油机冲次时间的控制方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN01103956.6	申请日：	2001.02.16
公开号：	CN1369616A	公开日：	2002.09.18
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):E21B 43/12申请日:20010216授权公告日:20050413终止日期:20140216\|\|\|专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)变更项目:专利权人变更前权利人:芦旭地址: 北京市海淀区冠城南园9-17D张永安转邮编: 100088；李莹变更后权利人:美国迪派溢石油科技公司地址: 美国科罗拉多州登记生效日:2009.8.21\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	E21B43/12; F04B49/00	主分类号：	E21B43/12; F04B49/00
申请人：	卢旭; 李莹
发明人：	卢旭; 李莹
地址：	100088北京市海淀区冠城南园9－17D张永安转
优先权：
专利代理机构：	北京万科园专利事务所有限责任公司	代理人：	张亚军;陈宪忠
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内容摘要

本发明涉及数码自动采油方法。它是根据设定的冲程上下始点位置编码信号,对抽程各时间进行校核,在抽程启动时载荷与电流发生增加变化时,设定加速时间,在抽程运行时速度的快慢与载荷和电流的大小产生相应的线性变化时,设定频率时间,在抽程运行停止时载荷与电流发生减少变化,设定减速时间。并经一阶滞后运算分析出载荷和电流变化率,实时求取最佳载荷、电流运行值,来调整控制不同的冲次运行时间,最大限度的提高采出油液效率。

权利要求书

1.一种采油机冲次时间的控制方法，其特征在于：运行程序根据已设定
的冲程上始点位置编码信号和下始点位置编码信号，对冲次运行的抽程启动
时间、运行时间、停止时间；回程启动时间、运行时间、停止时间进行校
核；在抽程启动时载荷与电流发生增加变化，以此来设定从静止至系统额定
频率的加速时间；在抽程运行时速度的快慢与载荷的大小和电流的大小产
生相应的线性变化，以此来设定从系统额定频率至静止的减速时间；并利用
系统提供的计算分析模块，经一阶滞后运算分析出载荷变化率和电流变化率，
实时的求取其最佳载荷、最佳电流运行值由程序来调整控制不同的冲次运
行时间。
2.如权利要求1所述的一种采油机冲次时间的控制方法，其特征在于：采
用时间计算器、载荷传感器、位置编码器、变频驱动器、可编程序控制器
对采油过程中的冲次时间进行载荷和电流的特征识别，并以集成数据、图形
组态编程的方式对不适应采油工况的冲次时间进行新的优化设定。

说明书

采油机冲次时间的控制方法

本发明涉及数码自动采油技术领域。

传统的采油冲次控制方法如下：传统机械抽油机由于是电机连续运转，
通过减速电机及曲柄连杆改变旋转方向完成抽油的冲次。所以只能根据需
要，现场调整电机的大小皮带轮来改变电机的输出转速变换采油机冲次，也
只有每分钟3、4、5、6次等。而且抽程、回程只有一个速度，无法适应地层
供液量、油质变化、泵效和采出效率的要求，是影响采出油液量的主要因素。

本发明的目的是提供一种使采油机的冲次能够进行精确的运行控制，根
设置不同速度的抽程和回程，或由若干个适应工况要求的速度构成一个冲次，
使冲次的运行在满足各种工况要求的基础上，最大限度提高采出油液效率的
采油机冲次时间的控制方法。

本发明实现上述目的的具体方法是运行程序根据已设定的冲程上始点
位置编码信号和下始点位置编码信号，对冲次运行的抽程启动时间、运行时
间、停止时间；回程启动时间、运行时间、停止时间进行校核；在抽程启
动时载荷与电流发生增加变化，以此来设定从静止至系统额定频率的加速时
间；在抽程运行时速度的快慢与载荷的大小和电流的大小产生相应的线性
变化，以此来设定从系统额定频率至静止的减速时间；并利用系统提供的计
算分析模块，经一阶滞后运算分析出载荷变化率和电流变化率，实时的求取
其最佳载荷、最佳电流运行值由程序来调整控制不同的冲次运行时间。

采用时间计算器、载荷传感器、位置编码器、变频驱动器、可编程序
控制器对采油过程中的冲次时间进行载荷和电流的特征识别，并以集成数据、
图形组态编程的方式对不适应采油工况的冲次时间进行新的优化设定。

本发明具有如下优点：

①实现了在程序控制下，根据实际工况要求，手动或自动快速精确地调
整冲次时间；

②节省了人力能源，降低了成本，操作简便；

③避免了空抽，减少了无效采油时间，提高了采油效率。

本发明的具体实施例如下：

①人工通过可编程序控制器设置采油机运行冲程为4m，冲次时间为17秒。
抽程时间8秒(额定启动时间3秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间2
秒；电机转速恒定420转。额定停止时间3秒；电机转速从420转减速至0转。)，
回程时间9秒(额定启动时间4秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间2
秒；电机转速恒定420转。额定停止时间3秒；电机转速从420转减速至0转)。

②启动运行。

③电机按照设定的冲次(系统额定频率)进行运转采油，在每一个冲次运
转的过程中，程序自动读入运行所耗电流变化数值和采油悬点载荷的变化数
值。并通过程序将读入的电流变化数值和悬点载荷变化数值自动组成二维
图形，同时显示在LCD显示器上。

④程序自动将冲次过程中的抽程和回程的载荷变化二维图形相对应的，
标准额定电流变化二维系统数学模型图形与实际运行的电流数值图形相比
较；相差超过允许值8％时；程序会送出“抽程冲次设置不符——应减少”
“回程冲次设置不符——应减少”的信息，并显示在LCD液晶显示器上。相
差低于允许值8％时；程序会送出“抽程冲次设置允许增加”“回程冲次设
置允许增加”的信息，并显示在LCD液晶显示器上。或者是“抽程冲次设置
不符——应减少”“回程冲次设置允许增加”，“抽程冲次设置允许增加”
“回程冲次设置不符——应减少”等不同信息。

⑤根据系统提示实例1：程序送出“抽程冲次设置允许增加”“回程冲
次设置允许增加”的信息。(手动修改)手动停机，启运修改程序开关，通过
PLC修改冲次时间；将运行冲次时间改为15秒。抽程时间7秒(额定启动时间
3秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间1秒；电机转速恒定420转。
额定停止时间3秒；电机转速从420减速至0转。)，回程时间8秒(额定启动时
间3秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间2秒；电机转速恒定420转。
额定停止时间3秒；电机转速从420减速至0转)。

⑥存储修改后的程序参数，关闭程序修改开关，启动采油机开关运行。

⑦电机按照修改后重新设定的冲次(系统额定频率)进行运转采油，在每
一个冲次运转的过程中，程序自动读入运行所耗电流变化数值和采油悬点载
荷的变化数值。并通过程序读入的电流变化数值和悬点载荷变化数值自动
组成二维图形，同时显示在LCD显示器上。

⑧程序自动将冲次过程中的抽程和回程的载荷变化二维图形相对应的，
标准额定电流变化二维系统数学模型图形与实际运行的电流数值图形相比
较；相差不超过允许值8％时；程序会送出“抽程冲次设置正常”“回程冲
次设置正常”的信息，并显示在LCD液晶显示器上。如系统提示冲次时间还
是不符，重复第五步骤，直至程序送出“冲次设置正常”为止。

⑤根据系统提示实例2：程序送出“抽程冲次设置允许增加”“回程冲
次设置允许增加”的信息。(自动修改)采油机自动启动冲次采油控制系统
自动修改冲次时间程序；将运行冲次时间自动修改为15秒。抽程时间7秒(
额定启动时间3秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间1秒；电机转
速恒定420转。额定停止时间3秒；电机转速从420减速至0转。)，回程时间8
秒(额定启动时间3秒；电机转速从0加速到420转。额定运行时间2秒；电机
转速恒定420转。额定停止时间3秒；电机转速从420减速至0转)。

⑥自动存储修改后的程序参数，自动关闭程序修改开关，自动转换采油
机冲次时间参数运行。

⑦电机按照修改后重新设定的冲次(系统额定频率)进行动转采油，在每
一个冲次运转的过程中，程序自动读入运行所耗电流变化数和采油悬点载荷
的变化数值。并通过程序读入的电流变化数值和悬点载荷变化数值自动组
成二维图形，同时显示在LCD显示器上。

⑧程序自动将冲次过程中的抽程和回程的载荷变化二维图形相对应的，
标准额定电流变化二维系统数学模型图形与实际运行的电流数值图形相识
别比较；相差不超过允许值8％时；程序会送出“抽程冲次设置正常”“回
程冲次设置正常”的信息，并显示在LCD液晶显示器上。如系统提示冲次时
间还是不符，系统将自动重复第五步骤，直至程序送出“冲次设置正常”为
止。