一种潜油柱塞泵的防撞控制方法
技术领域
本发明涉及潜油柱塞泵的控制方法，尤其设计涉及一种潜油柱塞泵的防撞控制方法。
背景技术
数控往复式潜油柱塞泵，是一种以直线电机作为动力推动装置，直接驱动管式抽油泵进行采油的新一代采油设备。其系统由直线电机、管式抽油泵和地面控制柜三部分组成。控制柜通过三相高压线缆与直线电机电气相连，直线电机与抽油泵机械相连，潜入到地下油层中。控制柜通过高压线缆驱动直线电机往复运动，方向同柱塞运动方向一致，驱动抽油泵柱塞做周期往复运动，将油液举升至地面。由于竖直放置，井内油压对直线电机的影响，直线电机出现失步现象，而导致其发生上下撞击；现有潜油柱塞泵无法保证直线电机运行时直线电机转子不进行上下撞击，尤其是下撞击后会连续下撞击，这样极易导致直线电机损坏，需要更换整个潜油柱塞泵。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种潜油柱塞泵的防撞控制方法，其在运行过程中根据撞击情况进行相应移动，防止下次再次撞击，且在启动时能够自动寻找启动位置，此方法可以有效的防止直线电机在自动运行期间上下撞击造成电机损坏。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种潜油柱塞泵的防撞控制方法，所述潜油柱塞泵包括油井泵、和油井泵连接的直线电机，其中直线电机包括电机定子以及做往复运动的电机动子；该方法包括以下步骤：
A，设备启动，初始化；电机动子以上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；
B,在上下行运行过程中，检测并判断所述电机动子是否至少在一个运行方向上的运行过程发生碰撞；
若是，则检测到碰撞的运行方向上运行到位，开始反向运行；当反向运行行程达到后继续同向增加运行一段额外运动行程，反向运行到位后再次反向运行，此时电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；反向运行行程加上额外运动行程不小于再次反向运行的运行行程；
若否，保持运行。
采用上述方法，在潜油柱塞柱塞泵运行过程中直线电机的电机动子发生碰撞的状态下，增加反向运动行程并使增加后的反向运动行程大于再次反向运行的运动行程，以此来防止再次反向运行时发生碰撞，再次反向运行为发生碰撞的方向上的运动；例如，检测到下运行碰撞，则下运行到位并开始上运行，此次上运行的运动行程在原上行运动行程Lup增加额外运动行程，并且使得原上行运动行程Lup加上额外运动行程大于下行运动行程Ldown；上运行到位后再次下运行；此时电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动，即可防止配装后再次下运行时发生碰撞。
在所述步骤B中，在上下行运行过程中，可以只检测并判断电机动子在上行运行过程是否发生碰撞；可以只检测并判断电机动子在下行运行过程是否发生碰撞；
进一步地，在所述步骤B中，在上下行运行过程中，亦可检测并判断电机动子在上行运行过程以及下行运行过程是否发生碰撞；若上行运行过程发生碰撞，则执行B1；若下行运行过程发生碰撞，则执行B2；
B1，上行到位，开始下行且下行运行行程在原来的下行运动行程Ldown上增加下行额外运动行程△Ldown；当下行行程达到Ldown+△Ldown后下行到位；之后电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；并且Ldown+△Ldown不小于Lup；
B2，下行到位，开始上行且上行运行行程在原来的上行运动行程Lup上增加上行额外运动行程△Lup；当上行行程达到Lup+△Lup后上行到位；之后电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；并且Lup+△Lup不小于Ldown。
采用上述方法，可以对电机动子两个方向上均做防撞措施，如果上行撞击则通过增加一次下行额外运动行程△Ldown来防止下次撞击上边；如果下行撞击则通过增加一次上行额外运动行程△Lup来防止下次撞击下边，进一步保障电机动子的运行。
进一步地，上行运动行程Lup等于下行运动行程Ldown。
若上行运动行程Lup不等于下行运动行程Ldown，则一次往复运动过后，其结束点与起始点不在同一位置，即运动整体具有一个方向上的运动趋势，故较为容易发生碰撞；采用上述方法，保证一次往复运动过后，其结束点与起始点在同一位置，在无其他特殊原因的情况下，保证电机动子不发生碰撞，使得潜油柱塞泵运行更加稳定可靠。
进一步地，在所述步骤A中，初始化包括启动位置自学习，启动位置自学习包括：
A1，所述电机动子上行或下行到底，即电机动子上行碰撞或下行碰撞；
A2，所述电机动子反向运行L2+△L2的运动行程，反向运行到位；
A3，所述电机动子再次反向运行L2的运行行程，到达启动位置。
进一步地，若在所述步骤B中，只检测并判断电机动子在上行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，所述电机动子上行到底，即电机动子上行碰撞；并且在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中上行到位后，下行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Ldown；所述L2等于Ldown；
若在所述步骤B中，只检测并判断电机动子在下行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，所述电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞；并且在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中下行到位后，上行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Lup；所述L2等于Lup；
若在所述步骤B中，即检测并判断电机动子在上行运动过程是否发生碰撞，又检测并判断电机动子在下行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，如果电机动子上行到底，即电机动子上行碰撞，则在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中上行到位后，下行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Ldown，所述L2等于Ldown；如果电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞，则在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中下行到位后，上行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Lup，所述L2等于Lup。
采用上述方法，可以保证发生碰撞进行调整后的新启动位置与装置刚启动时启动位置自学习中寻找到的启动位置保持一致；保证装置运行的稳定。
进一步地，在所述步骤A1中，所述电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞；且在步骤A2中，△L2等于△Lup，所述L2等于Lup。
进一步地，判断所述电机动子是否发生碰撞的具体方法为：检测所述直线电机的输入电流；当直线电机的电机动子发生碰撞时；所述直线电机的输入电流会发生畸变；若直线电机的输入电流发生畸变，则判断所述电机动子发生碰撞。
具体的，输入电流发生畸变包括输入电流大于堵转电流值或输入电流变化率大于设定值。
进一步地，所述直线电机为直线步进电机。
采用直线步进电机，可以更好的控制所述电机动子运行的运动行程。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)发明的潜油柱塞泵的防撞控制方法，其在运行过程中根据撞击情况进行相应移动，防止下次再次撞击，
(2)发明的潜油柱塞泵的防撞控制方法，在启动时能够自动寻找启动位置。
附图说明
图1为本发明潜油柱塞泵的结构示意图；
图2为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法只检测上撞击的流程示意图；
图3为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法只检测下撞击的流程示意图；
图4为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法同时检测上撞击下撞击的流程示意图；
图5为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法中启动位置自学习运行示意图；
图6为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法中上撞击后运行示意图；
图7为本发明潜油柱塞泵的防撞控制方法中下撞击后运行示意图。
附图标记：1油井；2油井泵；3直线电机；301电机动子；302电机定子；4油液。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图5、图6、图7中为Lup等于Ldown的情况下的运行图；其中，0、P为电机动子可运行可移动范围的两个端点位置；Pup为正常运行过程中，电机动子上行停靠位置；Pdown为正常运行时，电机动子下行停靠位置。由于电机动子只能在0至P之间运动，故Lup加△Lup、以及Ldown加△Ldown均要小于P，以保证设备正常运行。
如图1—7所示，一种潜油柱塞泵的防撞控制方法，所述潜油柱塞泵包括油井泵、和油井泵连接的直线电机，其中直线电机包括电机定子以及做往复运动的电机动子；该方法包括以下步骤：
A，设备启动，初始化；电机动子以上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；
B,在上下行运行过程中，检测并判断所述电机动子是否至少在一个运行方向上的运行过程发生碰撞；
若是，则检测到碰撞的运行方向上运行到位，开始反向运行；当反向运行行程达到后继续同向增加运行一段额外运动行程，反向运行到位后再次反向运行，此时电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；反向运行行程加上额外运动行程不小于再次反向运行的运行行程；
若否，保持运行。
采用上述方法，在潜油柱塞柱塞泵运行过程中直线电机的电机动子发生碰撞的状态下，增加反向运动行程并使增加后的反向运动行程大于再次反向运行的运动行程，以此来防止再次反向运行时发生碰撞，再次反向运行为发生碰撞的方向上的运动；例如，检测到下运行碰撞，则下运行到位并开始上运行，此次上运行的运动行程在原上行运动行程Lup增加额外运动行程，并且使得原上行运动行程Lup加上额外运动行程大于下行运动行程Ldown；上运行到位后再次下运行；此时电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动，即可防止配装后再次下运行时发生碰撞。
在所述步骤B中，在上下行运行过程中，可以只检测并判断电机动子在上行运行过程是否发生碰撞，如图2所示，；可以只检测并判断电机动子在下行运行过程是否发生碰撞，如图3所示；
如图4所示，优选的，在所述步骤B中，在上下行运行过程中，亦可检测并判断电机动子在上行运行过程以及下行运行过程是否发生碰撞；若上行运行过程发生碰撞，则执行B1；若下行运行过程发生碰撞，则执行B2；
B1，上行到位，开始下行且下行运行行程在原来的下行运动行程Ldown上增加下行额外运动行程△Ldown；当下行行程达到Ldown+△Ldown后下行到位；之后电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；并且Ldown+△Ldown不小于Lup；
B2，下行到位，开始上行且上行运行行程在原来的上行运动行程Lup上增加上行额外运动行程△Lup；当上行行程达到Lup+△Lup后上行到位；之后电机动子保持上行运动行程Lup和下行运动行程Ldown做上下行往复运动；并且Lup+△Lup不小于Ldown。
采用上述方法，可以对电机动子两个方向上均做防撞措施，如果上行撞击则通过增加一次下行额外运动行程△Ldown来防止下次撞击上边；如果下行撞击则通过增加一次上行额外运动行程△Lup来防止下次撞击下边，进一步保障电机动子的运行。
优选的，上行运动行程Lup等于下行运动行程Ldown。
若上行运动行程Lup不等于下行运动行程Ldown，则一次往复运动过后，其结束点与起始点不在同一位置，即运动整体具有一个方向上的运动趋势，故较为容易发生碰撞；采用上述方法，保证一次往复运动过后，其结束点与起始点在同一位置，在无其他特殊原因的情况下，保证电机动子不发生碰撞，使得潜油柱塞泵运行更加稳定可靠。
优选的，在所述步骤A中，初始化包括启动位置自学习，启动位置自学习包括：
A1，所述电机动子上行或下行到底，即电机动子上行碰撞或下行碰撞；
A2，所述电机动子反向运行L2+△L2的运动行程，反向运行到位；
A3，所述电机动子再次反向运行L2的运行行程，到达启动位置。
优选的，若在所述步骤B中，只检测并判断电机动子在上行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，所述电机动子上行到底，即电机动子上行碰撞；并且在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中上行到位后，下行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Ldown；所述L2等于Ldown；
若在所述步骤B中，只检测并判断电机动子在下行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，所述电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞；并且在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中下行到位后，上行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Lup；所述L2等于Lup；
若在所述步骤B中，即检测并判断电机动子在上行运动过程是否发生碰撞，又检测并判断电机动子在下行运动过程是否发生碰撞；则在所述步骤A1中，如果电机动子上行到底，即电机动子上行碰撞，则在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中上行到位后，下行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Ldown，所述L2等于Ldown；如果电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞，则在所述步骤A2中，△L2等于所述步骤B中下行到位后，上行过程中增加的额外运动行程，即△L2等于△Lup，所述L2等于Lup。
采用上述方法，可以保证发生碰撞进行调整后的新启动位置与装置刚启动时启动位置自学习中寻找到的启动位置保持一致；保证装置运行的稳定。
优选的，在所述步骤A1中，所述电机动子下行到底，即电机动子下行碰撞；且在步骤A2中，△L2等于△Lup，所述L2等于Lup。
优选的，判断所述电机动子是否发生碰撞的具体方法为：检测所述直线电机的输入电流；当直线电机的电机动子发生碰撞时；所述直线电机的输入电流会发生畸变；若直线电机的输入电流发生畸变，则判断所述电机动子发生碰撞。
具体的，输入电流发生畸变包括输入电流大于堵转电流值或输入电流变化率大于设定值。
优选的，所述直线电机为直线步进电机。
采用直线步进电机，可以更好的控制所述电机动子运行的运动行程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
