杆式泵抽油机抽空控制器 该实用新型是应用于油田采油工程中控制杆式泵抽空的机电设备。它适用于杆式泵的间开井或连续运行有明显抽空现象的油井。它不仅方便了管理，改善了机泵运行状态从而保护设备，并节约大量电能。
目前产品及专利：如美国专利4392782,3679325,4125l63是通过对油井液面的深度检测来判别抽空的；它需要在井下安装检测器，施工费用极高、检修很困难。又如美国专利4058175、3778694是通过电机电流检测来判别抽空的；它受机械部件及电网电压影响，调整既困难又不直观。再如美国专利4034808、4302157及美国Δ-X公司的DXI-30型抽空控制器，它是利用光杆负荷检测来判别抽空的；但都需要安装负荷和位移两只传感器，并且电路复杂、调整时还必须借助于昂贵的电动动力仪。
本实用新型的任务是提出一个更为简单而且与现有产品相比成本更低，调整检修方便、不受机械部件及电网电压影响的杆式泵抽油机抽空控制器。
本实用新型的杆式泵抽油机抽空控制器，其特征在于只用一只负荷传感器把抽油机光杆负荷变为电信号，经滤波放大后送到窗口鉴别器，从而得到包含反映抽油泵泄载时刻在内的二个脉冲信号，该信号送至与非非门的一个入端，来自定位开关的脉冲信号送至与非非门的另一入端，(定位开关在下冲程设定的闭合点，反映受控抽空程度。)两信号相与，与非非门如果有输出，即该冲程抽空程度已达到受控的抽空程度。为了防止偶然因素导致的油泵偶然抽空现象引起误控制停机，又加了一级八进记数器，这样只有当抽油泵有八个冲程抽空达到予设定程度时，才有记数器输出停机命令信号控制停机、并经设定的停机延时时间，再自动启抽。
该控制器采用了泄载时刻信号和定位信号相与的判空逻辑，只需安装在地面抽油机光杆上的一只负荷传感器和安装在抽油机底座上的干簧管、平衡块上的磁钢及简便的控制箱，选价低廉、安装简便、调整维修方便。
本实用新型的解决方案，我们结合实施例用以下附图进一步说明：
图1是本实用新型地抽空控制器在抽油机上安装的示意图。
图2是抽空控制器原理框图。
图3是抽空控制器的窗口鉴别器获得包含泄载时刻脉冲信号的示意图。
图4是抽空控制器的主电路图。
图5是抽空控制器面板布置图。
图6是抽空控制器底板布置图。
图7是抽空控制器控制抽油机电机接线图。
从图1可以看出负荷传感器(3)套在光杆(2)安装在悬绳器(14)上。定位开关(13)由装在抽油机底座上的干簧管(13a)和附着在平衡块上的磁钢(13b)组成。其它抽空控制电路及部件装在控制箱(1)内，它们之间用电缆连接，控制箱的安装位置无特殊要求，视现场条件而定。
图3上半部分是窗口鉴别器的输入信号—即光杆负荷变化信号经滤波放大后的信号；实线表示正常抽油时负荷变化曲线、虚线表示弱抽空时负荷在下冲程发生变化情况，点划线表示强抽空时负荷在下冲程发生变化的情况。如果把窗口电平(UC、UD)调在输入信号的中间电平位置上—像图3中两条水平线。那么，抽油机运行一个冲程，窗口鉴别器(5)就有图3中下半部表示的两个脉冲M1和M2输出，M1是上冲程的增载脉冲，M2是下冲程泄载脉冲。M2随着抽油泵抽空程度的加深而向后推移如图中M2′、M2″等。M2是我们所利用判别抽油泵抽空程度的信号。而受控的抽空程度是由定位开关(13)的定位信号来实现的：于簧管(13a)和磁钢(13b)组成定位开关，移动磁钢在平衡块上的位置可以改变它们重合的时刻，也就是说定位信号对应一个冲程中的迟早可以由磁钢设置位置改变。从而改变设置的受控抽空程度。当M2随抽空程度加深移至与定位信号同时发生时，与非非门有输出，即该冲程的抽空程度已达到设定的受控抽空程度。
为了可靠的控制，后边加了一级八进计数器(7)；这样与非非门输出八个脉冲-即抽油泵有八个冲程达到予设定的抽空程度时，计数器(7)才输出高电平推动无触点开关电路(8)、导致继电器(9)动作控制停机，同时启动延时继电器(10)，延时继电器(10)的启动又切断了控制电路的电源(11)，延时时间按停机时间的需要予先设定。延时时间到达后，先启动抽油机，然后再经2-4分钟重新接通控制电路电源使抽空判别与控制电路投入工作。电源重新接通时，电磁记数器加1，以记录抽油机的启停次数。
本实用新型的实施例：传感器(3)采用半导体应变片式负荷传感器，型号为BH～1O，最大负荷10tf，电源6V，DC，满量程输出40Omv。与控制箱(1)之间用四芯屏蔽电缆连接。
组成定位开关(13)的干簧管(13a)采用GAG-4，用非磁性管材密封(6紫铜管)，引线用屏蔽线和控制箱(1)连接。磁钢用2O×25×3O方型永久磁钢；干簧管和磁钢重合时，其距离应能调整，一般在10-2Omm之间，保证干簧管可靠闭合。
图4所示的滤波放大器中：R1 1.6K，R2 1.6K，R3R420K，R5 200K，R6 l.8K，W1 5.1K，Cl C2 3.3μf，IC1为F007C R5/R4＝0使放大器具有10倍的电压放大倍数。负载信号的周期最小为4秒，最大为1O秒，故使用低通滤波器。
窗口鉴别器(5)是由IC2-F007C为核心的电路组成：R720K，DlD2为2AP4(D1和D2必须是点接触型的管)，R8R9为20K，R10为100Ω，R11H12为1K，R13为1.6K，W3为2.2K。Rl0两端的电位UC和UD是窗口电位。UCD最大为1OmV，以保证负载信号仅在增载与泄载时通过窗口电平。调整W3可以使UC在O-3V的范围内变化。在现场应用中由于井况不同，各井光杆负荷有很大差异，UC必须调整在窗口鉴别器输入信号的最大值与最小值中间(像图3所绘那样)。这仅需要把放大后的负载信号引到面板的测试点上用万用表直流档测量即可。DW1为2DW75，它代替放大器的反馈电阻变放大器为鉴别器，W2为5.1K调零用。R14为1.8K，它是窗口鉴别器的负载。
与非非门(6)-IC3，用CD4017，Rl5为5.6K，R16为16K，C3为O.1μ。
记数器(7)采用CD40l7；Rl7为l6K，C4为4.7μ用于给电清零。
无触点开关(8)睬用可控硅3CT1O1，控制极电阻R18为560Ω，R18可根据可控硅的参数在470～620Ω之间选用，以保证3CT101动作可靠而不损坏为准。
继电器(9)采用JQX-10F，DC12V。
延时继电器(10)采用DSJ-A型电动马达式延时继电器。最大延时时时间为6小时。它有以下特点：1.瞬间闭合触发，一旦动作SJK1随即继开。这样就获得停机延时时间判空电路电源被切断的功能。2．延时到SJK2闭合启动抽油机，再侍2～4分钟延时继电器自动失电，恢复常态(SJK1闭合，SJK2断开)。从而取得先启动抽油机，启抽后2～4分钟抽空判别与控制再投入工作。
电磁记数器(12)采用J6-10S记录抽油机启停次数。控制电路每投入工作一次它记一个数，为了避免它长时间通电，实际电路是把它和330μf电容串联后接入+15V电源的。
直流电源(11)三路输出：+15V，-15V和不共地的6V；6V电源供负荷传感器，负荷传感器输出信号和±15V共地，这是为了减少干扰及放大器的共模电压。三路直流电源是如下实施的：变压器把220V交流变成二组18V和一组10V，分别经0.8A/50V整流桥，二组各接7815，一组接7806三端稳压器，三端前后各330μ/25V电容即可。电源指示±15V分别采用1.5K电阻和发光二极管串联接入±15V；6V电源用600Ω和发光二极管串联做指示。
图5是面板布置图：(10)是延时继电器，(12)是电磁记数器，(15)是电源指示的发光二极管，(16)保险管座，(17)电源开关，(18)是测试点地端子，(19)是放大的负荷信号测试点。(20)是判空电平测试点，即是判定电平调解电位器。
图6是底板布置图。(9)是继电器JQX-10F，(22)是电源变压器B，(23)是电源电路板插座1CZ，(24)是控制电路板插座2CZ，(25)是接线端子3CZ，(26)是传感器引线插座4CZ；机箱内部接线见下表。
机箱内部接线表
控制电路板2CZ
序号 特性 去向 A1 地 4CZ4 A2 A3 调空 面板W3-1.2 A4 测空 面板测空端子 A5 -15V 面板电源指示 A6 A7 A8 A9 A10 控空 1J10 A11 +16V 面板电源指示 序号 特性性 去向 B1 地 面板地 B2 信号入 4CZ3 B3 测信 面板测信端子 B4 B5 -15V 1CZA5、B5 B6 B7 B8 定位信号 3CZ7 B9 Bl0 B11 +l5V 3CZ8
传感器插座4CZ
序号 特性 去向 1 6V(+) 1CZA4、B4 2 6V(-) 1CZA3、B3 3 信号(+) 2CZB2 4 信号(-) 2CZAl
机箱内部接线表
电源电路板1CZ 继电器J
序号 特性 去向 A1B1 交流 B3 A2B2 10V B4 A3B3 6V(-) 4CZ2 A4B4 6V(+) 4CZ1 A5B5 -15V 2CZA5、B5 A6B6 交流 B5 A7B7 18V B6 A8B8 地 2CZA1B1机壳 A9B9 交流 B7 A10B10 18V B8 A11B11 +15V 2CZA11、B11 3CZ61J2 序号 特性去向 1 2 1CZ11 3 常控3CZ3 4 闭停3CZ4 5 6 常SJ3 7 开SJ2 8 9 10 2CZA10 11
外接线端子排3CZ 延时继电器SJ
序号 特性 去向 1 电源 “0”线B1 2 电源 火线A2 3 控启 SJ6 4 公共线 J4、SJ5 5 控停 J3 6 +15V 2CZB11 7 定位信 2CZB2 1 电 3CZ1 2 源 3CZ2J7 3 触发端 J6 4 控B电 RD 5 控 3CZ4 6 启 3CZ5
图7控制箱外接线图：虚线内为控制器本身，BH为传感器，MK定位开关。SJK2为控制器内时间继电器(10)内部一个开关，J1为继电器(9)的一个常闭触点，内部接线见接线表，此处把它画出来仅为表示控制作用原理，而与外部接线无关。
如上述实施例实施，实践证明控制可靠。