|
摘要:提出了快捷式示功仪载荷传感器的测量原理及结构,采用快速装夹方法,测量抽油机光杆一小段动态载荷,在不停机的状态下实现在线测量。实验证明不但操作安全简便,提高了工作效率,更重要的是不会引起井况及泵况的变化,所测示功图能真实地反映抽油机的在线工况。
关键词:示功仪、载荷传感器、光杆、示功图。
一、引言
示功仪是测取抽油机井示功图的仪器,是了解抽油机、泵、杆工作状况的主要手段。示功仪主要分机械式和电子式两种,机械示功仪只能绘制示功图,目前已基本淘汰;电子式示功仪除能绘制示功图外,还可以打印出图形上各点数据,目前已经发展到与计算机连接与无线发射进行信息传输,为示功图资料的解释应用提供了更为准确的数据和方便的条件。
电子示功仪主要有记录仪、显示器、绘图仪(打印机)、载荷和位移传感器组成。
传统的电子示功仪载荷传感器是把贴有应变片的弹性体装在抽油机悬绳器上、下夹板间,因而把光杆负荷的变化转变为弹性体的变形,进而导致应变片电阻值的变化,从而产生光杆载荷变化的电信号,位移的测量是利用抽油机带动线轮,经过减速,带动电位器产生对应位移的电信号,经过电路处理后进行显示和打印出示功图[1>。
由于传统电子示功仪的载荷传感器装在抽油机悬绳器上、下夹板之间,抽油机的静、动态负荷同时被测量,静态负荷较大,动态负荷(即柱塞泵的负荷变化)则较小,所以载荷传感器的量程应比较大,可利用部分则较小,这样直接影响了测量精度及灵敏度;再则安装和拆卸载荷传感器都必须停机,这样不但操作过程烦琐、效率低,而且停机还会引起井况和泵况的变化,反映出的工况就与正常工况有一定的差别;并且操作不安全,常有事故发生。所以快捷式示功仪载荷传感器的研究具有一定的实用意义。
二、快捷式示功仪载荷测量原理
抽油机的光杆属受拉杆件,拉杆在轴向力作用下会引起轴向的伸长和横截面的收缩。取光杆上一段长度L,在轴心伸长后长度变为L1(图1),则杆件轴线方向的伸长变形Dl为: |