一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，包括控制器、變頻器、電機(jī)、抽油機(jī)、控制電源模塊、三相動(dòng)力電和傳感器；所述三相動(dòng)力電分別與控制電源模塊和變頻器相連；所述控制電源模塊與控制器相連；所述控制器控制變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電機(jī)與抽油機(jī)相連；所述抽油機(jī)包括抽油桿和游梁；所述傳感器設(shè)置在抽油機(jī)的游梁上，用于感應(yīng)抽油桿的位置并傳輸數(shù)據(jù)給控制器，本發(fā)明專利技術(shù)能在抽油時(shí)實(shí)現(xiàn)抽油桿上快下慢，減少泵漏失的同時(shí)提高泵效，提高了抽油機(jī)的抽油效率和油產(chǎn)量，并且具有節(jié)能功能，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用壽命長，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

Intelligent control device applied on oil field pumping unit

The invention relates to an oil pumping oil machine intelligent control device applications, including controller, inverter, motor, oil pump, power control module, three-phase power and sensor; the three-phase power supply are respectively connected with the control module and the inverter; the control power source module connected with the controller; the controller to control the rotation of a drive motor inverter; the motor and oil pump connected; the pumping unit comprises a rod and beam; the sensor is arranged on the pumping beam, for transmission of data location and induction of the sucker rod to the controller, the invention can realize the sucker rod fast slow in pumping, and reduce pump leakage to improve the pump efficiency, improve the efficiency of the pumping and the oil yield of oil pumping machine, and has the advantages of energy saving, stable and reliable operation, long service life, high practical Value.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置
本專利技術(shù)屬于采油設(shè)備
，尤其涉及一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置。
技術(shù)介紹
抽油機(jī)是油田開采過程中的主要耗電設(shè)備，其中提高抽油機(jī)井泵效是油井科學(xué)管理的一項(xiàng)重要工作，尤其是在近年來低油價(jià)的影響下，該項(xiàng)工作對(duì)油井開井效率及經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的意義。影響泵效的因素有很多，但從深井泵工作的三個(gè)基本環(huán)節(jié)（活塞讓出體積，液體進(jìn)泵，液體從泵內(nèi)排出）來看，可歸納為三個(gè)方面：抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮、氣體和充不滿的影響、泵筒漏失的影響。其中泵筒漏失影響因素分析如下：在油井作業(yè)下泵后的一定時(shí)期內(nèi)，漏失量是不大的；但當(dāng)液體有腐蝕性或含砂時(shí)，將會(huì)由于對(duì)泵的腐蝕和磨損使漏失量迅速增加；同時(shí)泵內(nèi)的結(jié)蠟、結(jié)垢及沉砂都會(huì)使閥關(guān)不嚴(yán)，甚至被卡，從而嚴(yán)重破壞泵的工作，造成泵效下降，影響油井產(chǎn)量。通常抽油機(jī)控制系統(tǒng)只對(duì)電機(jī)進(jìn)行直接啟動(dòng)，或者通過變頻器進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行，對(duì)油田的油產(chǎn)量或者節(jié)能沒有明顯的提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種功能多樣化，能通過抽油桿的上快下慢來增加泵筒內(nèi)液體充滿量和減少泵筒內(nèi)液體漏失量，從而提升了抽油效率和油產(chǎn)量的具有智能控制裝置的油田抽油機(jī)。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，包括控制器、變頻器、電機(jī)、抽油機(jī)、控制電源模塊、三相動(dòng)力電和傳感器；所述三相動(dòng)力電分別與控制電源模塊和變頻器相連；所述控制電源模塊與控制器相連；所述控制器控制變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電機(jī)與抽油機(jī)相連；所述抽油機(jī)包括抽油桿和游梁；所述傳感器設(shè)置在抽油機(jī)的游梁上，用于感應(yīng)抽油桿的位置并傳輸數(shù)據(jù)給控制器。優(yōu)選的，所述傳感器為角度傳感器/位移傳感器/高度傳感器。優(yōu)選的，還包括負(fù)荷傳感器；所述負(fù)荷傳感器設(shè)置在抽油桿上，并與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。優(yōu)選的，所述變頻器內(nèi)置逆變模塊；所述逆變模塊通過能量回饋單元與三相動(dòng)力電相連，用于將電機(jī)減速或電機(jī)被負(fù)載拖動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能傳送到三相動(dòng)力電中。優(yōu)選的，所述控制器一端通過旁路單元與電機(jī)相連；所述變頻器內(nèi)還設(shè)有故障自檢單元，用于變頻器發(fā)生故障時(shí)，控制控制器通過旁路單元來驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的，還包括無線模塊和油田服務(wù)站；所述控制器通過無線模塊與油田服務(wù)站相聯(lián)通，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。優(yōu)選的，所述控制器上還連接有溫控系統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)由加熱器和降溫系統(tǒng)構(gòu)成。優(yōu)選的，所述控制器上連接有電機(jī)熱保護(hù)模塊的反饋信號(hào)，用于在電機(jī)電流過大或溫度過高時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行斷電保護(hù)。優(yōu)選的，本專利技術(shù)提供一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置的控制方法，包括如下步驟：(a)由傳感器的數(shù)據(jù)傳輸通過控制器計(jì)算出抽油桿的最高位和最低位，然后根據(jù)實(shí)際的油井出油量設(shè)定抽油桿上沖程和下沖程的速度;(b)當(dāng)抽油桿拉到最高位時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)給控制器，控制器通過變頻器控制電機(jī)按照設(shè)定好的下沖程速度慢速運(yùn)行；當(dāng)抽油桿拉到最低位時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)給控制器，控制器通過變頻器控制電機(jī)按照設(shè)定好的上沖程速度高速運(yùn)行。優(yōu)選的，本專利技術(shù)提供一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置的控制方法，包括如下步驟：(a)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸給控制器，控制器調(diào)整變頻器的高速值和低速值，結(jié)合負(fù)荷傳感器的數(shù)據(jù)，通過控制器算出示功圖，并根據(jù)示功圖自動(dòng)確定抽油桿上沖程和下沖程的速度；(b)當(dāng)抽油桿拉到最高位時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)給控制器，控制器通過變頻器控制電機(jī)在由控制器計(jì)算的下沖程速度運(yùn)行；當(dāng)抽油桿拉到最低位時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)給控制器，控制器通過變頻器控制電機(jī)在由控制器計(jì)算的上沖程速度運(yùn)行。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)方案的油田抽油機(jī)的智能控制裝置，能在抽油時(shí)實(shí)現(xiàn)抽油桿的上快下慢，減少泵漏失的同時(shí)提高泵效，從而提高了抽油機(jī)的抽油效率和油產(chǎn)量，并且在電機(jī)減速或電機(jī)被負(fù)載拖動(dòng)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生反電動(dòng)勢反饋給三相動(dòng)力電，具有很好的節(jié)能功能，同時(shí)在變頻器發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)通過旁路單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了抽油機(jī)的正常工作，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值，在采油設(shè)備
有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。附圖說明下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：附圖1為抽油桿在高位時(shí)本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1中的局部放大圖；附圖3為抽油桿在低位時(shí)本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1、控制器；2、變頻器；3、電機(jī)；4、抽油機(jī)；5、控制器電源模塊；6、三相動(dòng)力電；7、負(fù)荷傳感器；8、傳感器；9、逆變模塊；10、無線模塊；11、服務(wù)站；12、溫控系統(tǒng)；13、防雷擊保護(hù)模塊；14、電機(jī)熱保護(hù)模塊；15、啟動(dòng)按鈕;16、抽油桿;17、游梁；18、能量回饋單元；19、旁路單元；20、抗干擾模塊；21、故障自檢單元。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如附圖1-3所示的本專利技術(shù)所述的一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，包括控制器1、變頻器2、電機(jī)3、抽油機(jī)4、控制電源模塊5、三相動(dòng)力電6和傳感器8；所述三相動(dòng)力電6分別與控制電源模塊5和變頻器2相連；所述控制電源模塊5與控制器1相連；所述控制器1控制變頻器2驅(qū)動(dòng)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電機(jī)3與抽油機(jī)4相連；所述抽油機(jī)4包括抽油桿16和游梁17；所述傳感器8設(shè)置在抽油機(jī)4的游梁17上，用于感應(yīng)抽油桿16的位置并傳輸數(shù)據(jù)給控制器1；所述傳感器8為角度傳感器/位移傳感器/高度傳感器；還包括負(fù)荷傳感器7；所述負(fù)荷傳感器7設(shè)置在抽油桿16上，并與控制器1進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述變頻器2內(nèi)置逆變模塊9；所述逆變模塊9通過能量回饋單元18與三相動(dòng)力電6相連，用于將電機(jī)3減速或電機(jī)3被負(fù)載拖動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能傳送到三相動(dòng)力電6中。所述控制器1一端通過旁路單元19與電機(jī)3相連；所述變頻器2內(nèi)還設(shè)有故障自檢單元21，用于變頻器2發(fā)生故障時(shí)，控制控制器1通過旁路單元19來驅(qū)動(dòng)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)；還包括無線模塊10和油田服務(wù)站11；所述控制器1通過無線模塊10與油田服務(wù)站11相聯(lián)通，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述控制器1上還連接有溫控系統(tǒng)12；所述溫控系統(tǒng)12由加熱器和降溫系統(tǒng)構(gòu)成；所述控制器1上連接有電機(jī)熱保護(hù)模塊14的反饋信號(hào)，用于在電機(jī)3電流過大或溫度過高時(shí)對(duì)電機(jī)3進(jìn)行斷電保護(hù)。本專利技術(shù)在實(shí)際工作時(shí)，控制器通過變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)抽油機(jī)進(jìn)行工作。實(shí)施例一：工作時(shí)，首先由傳感器8的數(shù)據(jù)傳輸通過控制器1計(jì)算出抽油桿16的最高位和最低位，然后根據(jù)實(shí)際的油井出油量設(shè)定抽油桿16上沖程和下沖程的速度;接著抽油機(jī)開始工作，當(dāng)抽油機(jī)4中的抽油桿16拉到最高位，通過傳感器8測量出位置反饋給控制器1，控制器1發(fā)出低速信號(hào)給變頻器2，變頻器2控制電機(jī)3低速運(yùn)行，這樣抽油桿16運(yùn)行到達(dá)最低位時(shí)的時(shí)間能夠充分讓油井滲透油，保證泵筒內(nèi)的液體充滿量，確保抽油效率；當(dāng)抽油機(jī)4中的抽油桿16拉到最低位，通過傳感器8測量出位置反饋給控制器1，控制器1發(fā)出高低速信號(hào)給變頻器2，變頻器2控制電機(jī)3高速運(yùn)行，抽油速度迅速提升，能快速把油井里的油抽出來，從而減少泵筒內(nèi)液體漏失量。實(shí)施例二：使用時(shí)，首先傳感器(8)的數(shù)據(jù)傳輸給控制器(1)，控制器（1）調(diào)整變頻器（2）的高速值和低速值，結(jié)合負(fù)荷傳感器(7)的數(shù)據(jù)，在控制器（1）內(nèi)部算出示功圖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)示功圖面積不是最大時(shí)，再次調(diào)整變頻器的高速值和低速值，直到得到最優(yōu)化的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：包括控制器(1)、變頻器(2)、電機(jī)(3)、抽油機(jī)(4)、控制電源模塊(5)、三相動(dòng)力電(6)和傳感器(8)；所述三相動(dòng)力電(6)分別與控制電源模塊(5)和變頻器(2)相連；所述控制電源模塊(5)與控制器(1)相連；所述控制器(1)控制變頻器(2)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電機(jī)(3)與抽油機(jī)(4)相連；所述抽油機(jī)(4)包括抽油桿（16）和游梁（17）；所述傳感器(8)設(shè)置在抽油機(jī)(4)的游梁(17)上，用于感應(yīng)抽油桿（16）的位置并傳輸數(shù)據(jù)給控制器（1）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：包括控制器(1)、變頻器(2)、電機(jī)(3)、抽油機(jī)(4)、控制電源模塊(5)、三相動(dòng)力電(6)和傳感器(8)；所述三相動(dòng)力電(6)分別與控制電源模塊(5)和變頻器(2)相連；所述控制電源模塊(5)與控制器(1)相連；所述控制器(1)控制變頻器(2)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電機(jī)(3)與抽油機(jī)(4)相連；所述抽油機(jī)(4)包括抽油桿（16）和游梁（17）；所述傳感器(8)設(shè)置在抽油機(jī)(4)的游梁(17)上，用于感應(yīng)抽油桿（16）的位置并傳輸數(shù)據(jù)給控制器（1）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：所述傳感器(8)為角度傳感器/位移傳感器/高度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：還包括負(fù)荷傳感器(7)；所述負(fù)荷傳感器(7)設(shè)置在抽油桿(16)上，并與控制器(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：所述變頻器(2)內(nèi)置逆變模塊(9)；所述逆變模塊(9)通過能量回饋單元（18）與三相動(dòng)力電(6)相連，用于將電機(jī)(3)減速或電機(jī)(3)被負(fù)載拖動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能傳送到三相動(dòng)力電(6)中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置，其特征在于：所述控制器(1)一端通過旁路單元(19)與電機(jī)(3)相連；所述變頻器(2)內(nèi)還設(shè)有故障自檢單元(21)，用于變頻器(2)發(fā)生故障時(shí)，控制控制器(1)通過旁路單元(19)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)上應(yīng)用的智能控制裝置,其特征在于：還包括無線模塊(10)和油田服務(wù)站(11)；所述控制器(1)通過無線模塊(10)與油田服務(wù)站(11)相聯(lián)通，用于進(jìn)行...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊孝義，楊博，榮偉，錢永新，陳志高，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寶雞市悅達(dá)石油新技術(shù)開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61