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1、第32卷第11期华中科技大学学报(自然科学版)Vol.32No.112004年11月J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NatureScienceEdition)Nov.2004游梁式抽油机示功图的间接测量张世荣李昌禧(华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074)摘要:用间接测量的方法来测量游梁式抽油机的示功图,建立了示功图的间接测量模型,并介绍了示功图的计算过程.提出了通过同步点信号来获取抽油机电机功率与光杆位移对应关系的方法.给出了该测量方法在现场的试验结果,并将间接测量的示功图与直接
2、测量的示功图进行了比对,两者误差比较小.关键词:游梁式抽油机;间接测量;示功图;同步信号中图分类号:TH71文献标识码:A文章编号:167124512(2004)1120062203IndirectmeasurementofdynamometercardofbeampumpingunitZhangShirongLiChangxiAbstract:Theindirectmeasuringmodelwasbuilt,andthecomputationprocessofthemodelwasintro2duced.Sync
3、hronizationsignalswereusedtoobtainthecorrespondingrelationshipbetweenthepoweroftheelectromotorandthedisplacementofthepumpingrod.Thefieldexperimentresultsweregiven.Thedi2rectlyandindirectlymeasureddynamometercardswerecompared,andthereweretinyerrors.Itensuredthat
4、theindirectlymeasureddynamometercardscouldbeusedtoanalyzeanddiagnosethebeam2pumpingu2nit.Itwasprovedthattheindirectmeasuringmodelwascorrectandapplicable.Keywords:beam2pumpingunit;indirectmeasurement;dynamometercard;synchronizationsignalZhangShirongDoctoralCandi
5、date;Dept.ofControlSci.&Eng.,HuazhongUniv.ofSci.&Tech.,Wuhan430074,China.抽油机示功图是抽油机光杆载荷与位移的关杆载荷的变化,驱动电机的输出功率也呈周期性系曲线.示功图在线测量的难点是抽油机光杆载变化.图1是江汉油田725抽油机在一个冲程内荷的在线测量,目前有些文献中提到直接使用载的电机功率2时间曲线.[1-3]荷传感器来测量光杆载荷,也有文献提到示[4]功图间接测量方法.前者受到载荷传感器易老化、使用寿命短以及人为破坏严重等限制而没有很好的应用
6、效果.本文应用间接测量原理,选取比较容易直接测量的电机功率以及抽油机光杆上下死点位置为二次变量,通过一次变量与二次变量的关系来计算获得抽油机示功图.图1一个冲次电机功率2时间曲线1示功图间接测量模型以一个冲次为研究对象,取光杆下死点为起点,则一个冲次中抽油杆从最低点上升到最大位抽油机的工作是一个周期性过程,周期一般移,然后从最大位移下降到位移为零,路程为两倍在10～20s范围内.目前在我国抽油机所配备的冲程.为了保证函数的单值性,这里以路程为自变动力源一般是三相异步电机,随着一个冲次内光量进行叙述.收稿日期:2004
7、203215.作者简介:张世荣(19752),男,博士研究生;武汉,华中科技大学控制科学与工程系(430074).E2mail:zh-sh-r@sohu.com第11期张世荣等:游梁式抽油机示功图的间接测量63根据能量平衡原理,在一个冲次中抽油机光结合式(2),(3)得杆处于某一位置(某一时刻)时,有下列关系成立:fg(s)=(Pd(s)+A(s))/vg(s)Pg(s)=Pd(s)+Pj(s)-Ps(s)(0≤s≤2smax).(4)(0≤s≤2smax),(1)利用式(4)就可以计算光杆载荷.其中,式中,s为路程
8、;Pg(s)为抽油机光杆瞬时功率;Pd(s)通过实时测量得到;A(s)为经过修正的恒Pd(s)为电机瞬时功率;Pj(s)为抽油机机械部定曲线;vg(s)可以根据抽油机的几何关系来进分(平衡块、游梁以及其他机械部分)瞬时功率,其行计算.这就是示功图间接测量的基本模型.式中平衡块做功占主要部分;Ps(s)为损耗瞬时功(4)中的各个量,除vg(s)外
