油田输油管解堵设备和频率控制方法技术

本发明专利技术的油田输油管解堵设备，包括包括将交流电变换成直流电并起隔离作用的第一变换装置，将第一变换装置输出的直流电变换成交流电的第二变换装置，第一变换装置的输出端接第二变换装置的输入端。采用第一变换装置将高压小电流交流电转换成低压大电流直流电，然后经逆变器变换成低压大电流交流电加在输油管上，解决了输油管因直流电造成的电解腐蚀，同时土壤中的离子在电流的作用下移动，逐渐附着在输油管外壁，修复了细小的裂痕，延长了输油管寿命；并且第一变换装置的隔离作用使产品的使用变得安全可靠。第二变换装置中的功率满载控制方法，利用趋肤效应的影响，调整输出交流电的频率，使输油管发热量最大，加热效果最佳，电能得到充分利用。

【技术实现步骤摘要】
油田输油管解堵设备和频率控制方法
本专利涉及涉及石油生产设备领域，具体涉及一种油田输油管解堵设备和频率控制方法。
技术介绍
连接在井口与计量站的油田输油管，油中的石蜡，沥青，硫化物随着时间的推移，在输油管内壁累积越来越多，当油井产量低、油稠或者井口的抽油机损坏时，产出的油液流速慢，温度低，特别是在温度低的环境，输油管内壁或油中的石蜡，沥青，硫化物凝结造成输油管堵塞。专利CN201020238428.7中将0～120V，0～1200A的直流电压施加到输油管上加热，实现解堵。但在实际应用中，当输油管外层的绝缘层老化或损坏出现裂痕或缝隙时，直流电源的正负极连接在输油输油管两端，在绝缘层裂缝处的金属油管上相当施加了一直流电源，输油管，油井与大地组成了一个电荷回路，在直流电源作用下，输油管被电解腐蚀，在短时间内管道出现孔洞，如图1。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种油田输油管解堵设备。本专利技术所采用如下技术方案，构造油田输油管解堵设备，包括将交流电变换成直流电并起隔离作用的第一变换装置，将第一变换装置输出的直流电变换成交流电的第二变换装置，第一变换装置的输出端接第二变换装置的输入端。优选的，所述第一变换装置是开关电源，或由变压器和整流器组成。优选的，所述第二变换装置是逆变器。优选的，所述开关电源包括：第一控制模块；第一高频逆变模块；输入整流滤波模块，其输入端接三相四线或三相三线市电，其输出端连接第一高频逆变模块的输入端；驱动模块，其输入端连接所述第一控制模块，其输出端连接所述第一高频逆变模块；高频变压器，其初级线圈与所述第一高频逆变模块的输出端并联；输出整流滤波模块，其输入端与所述高频变压器的次级线圈并联，其输出端连接所述逆变器；缺相检测模块，其输入端接三相四线或三相三线市电，其输出端连接所述第一控制模块；电源模块，其输入端接220V交流电，其输出端连接所述第一控制模块。优选的，所述开关电源还包括与所述第一控制模块连接的第一采样模块和/或第一显示模块和/或接三相四线或三相三线市电的第一冷却模块。优选的，所述开关电源还包括谐波电容，所述第一高频逆变模块的任一输出端串联所述谐波电容后与所述高频变压器的初级线圈并联。优选的，所述逆变器包括：第二控制模块；第二高频逆变模块，与所述开关电源的输出端连接；驱动模块，其输入端连接所述第二控制模块，其输出端连接所述第二高频逆变模块；电源模块，其输入端接220V交流电，输出端连接所述第二控制模块。优选的，所述逆变器还包括与所述第二控制模块连接的第二采样模块和/或第二显示模块和或接220V交流电的第二冷却模块。本专利技术还提供一种油田输油管解堵设备的功率满载控制方法，包括如下步骤：S1：第二采样模块采样逆变器的工作温度，逆变器的输入电压和电流，逆变器输送给输油管的交流电压和电流，并将采样数据输入第二控制模块；S2：第二控制模块判断逆变器工作温度是否过热，输入是否过压，过流，欠压；如任一条件判断是，则逆变器故障，到步骤S7;如所有条件否，则到步骤S3；S3：第二控制模块根据输油管的交流电压和电流计算输油管长度；S4：第二控制模块根据第二采样模块采样输送给输油管的交流电压和电流数据，计算输出功率并和设定值比较；如输出功率小于设定值，到步骤S5；如输出功率不小于设定值，到步骤S7；S5：判断输出电压是逆变器的最大工作值，如是到步骤S8；如否到步骤S6；S6：判断输出电流是逆变器的最大工作值，如是到步骤S10；如否到步骤S7;S7：第二控制模块控制第二显示模块显示施加到输油管的电压、电流值或故障信息；S8：第二控制模块控制第二高频逆变模块降低输出电流的频率；S9:第二控制模块判断输油管的电压是逆变器的最大工作值，如是到步骤S8;如否到步骤S7；S10：第二控制模块控制第二高频逆变模块提高输出电流的频率；S11：第二控制模块判断输油管的电流是逆变器的最大工作值，如是到步骤S10;如否到步骤S7；优选的，油田输油管解堵设备的功率满载控制方法还包括在步骤S1前，逆变器开始工作时以设定频率的交流电压和电流施加到输油管上的步骤。由上述方案可见，采用第一变换装置将高压大电流交流电转换成低压大电流直流电，然后经逆变器变换成低压大电流交流电加在输油管上，解决了输油管因直流电造成的电解腐蚀，同时土壤中的离子在电流的作用下移动，逐渐附着在输油管外壁，修复了细小的裂痕，延长了输油管的寿命；并且第一变换装置的隔离作用使产品的使用变得安全可靠。第二变换装置中的频率控制方法，利用趋肤效应的影响，调整输出交流电的频率，使输油管发热量最大，加热效果最佳，电能得到充分利用。【附图说明】图1输油管施加直流电源连接示意图；图2实施例一中的油田解堵设备安装示意图；图3实施例一中的开关电源方框示意图；图4实施例一中的逆变器方框示意图；图5实施例一中的输入滤波整流电路图；图6实施例一中的采样电路图；图7实施例一中的缺相检测电路图；图8实施例一中的输出整流滤波电路图；图9实施例一中的逆变器频率控制流程图；图10实施例二中的油田解堵设备方框图。【具体实施方式】为了使本专利技术的技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利的实施方式进行详细描述。实施例一：如图1所示，本实施例中的油田输油管解堵设备，包括第一变换装置和第二变换装置，第一变换装置是开关电源，第二变换装置是逆变器，开关电源的输出和逆变器的输入端连接。输油管1堵塞时，拆下油井与输油管1间的法兰，在输油管两端焊上螺杆，再将逆变器的输出电缆连接到螺杆上。所述开关电源包括第一冷却模块，输入整流滤波模块，第一高频逆变模块，2个驱动模块，高频变压器，输出整流滤波模块，第一采样模块，缺相检测模块，第一显示模块，电源模块，第一控制模块，如图2所示。输入整流滤波模块输入端接三相四线或三相三线市电,用来滤除噪声，将交流电变换成直流电输出给第一高频逆变模块，其电路见图5。三相市电经两个并联的三相整流桥后，将交流市电变换成直流电，经高频薄膜电容滤除高频噪声，经电感滤除低频噪声的直流电输出给第一高频逆变模块。第一冷却模块接三相四线或三相三线市电，用来给开关电源散热，可以是大功率风扇加散热器的风冷系统或者水冷回路系统。电源模块将小功率开关电源输出的15V直流电压通过稳压芯片变换成各种不同数值的直流电压，其输入端接220V交流电，其电压输出端连接第一控制模块，驱动模块，第一显示模块的电压输入端。小型开关电源型号是P15E-5。第一采样模块，缺相检测模块，第一显示模块，驱动模块均与第一控制模块连接。第一采样模块用来采样开关电源的工作温度，输入电压，输入电流，将采样到的数据输出给第一控制模块,第一采样模块的电路见图6，温度传感器、电压传感器、电流传感器的采样数据经电阻Rc2后接入运算放大器Uc1的2脚，Uc1的3脚和输出脚1脚间接反馈电阻Rc3,1脚接上拉电阻Rc4。运算放大器的输出接第一控制模块。缺相检测模块用来判断市电是否缺相，如缺相则输出逻辑信号给第一控制模块，缺相检测模块电路见图7，其中每相电经限流电阻后由整流二极管构成的全波整流电路变换成直流电输入光耦，Qq1，Qq2，Qq3光耦的输出彼此串联，Qq1的1脚接电源，Qq3的3脚接下拉电阻，只要任何一相电源故障，Qq本文档来自技高网...

【技术保护点】
油田输油管解堵设备，其特征在于包括将交流电变换成直流电并起隔离作用的第一变换装置，将第一变换装置输出的直流电变换成交流电的第二变换装置，第一变换装置的输出端接第二变换装置的输入端。

【技术特征摘要】
1.油田输油管解堵设备，其特征在于包括第一变换装置和第二变换装置，第一变换装置的输出端接第二变换装置的输入端；第一变换装置，用于将交流电变换成直流电并起隔离作用；第二变换装置，用于将第一变换装置输出的直流电变换成交流电，并在输出功率小于设定值时，在输出电压为最大值时降低输出交流电频率,提高输出电流，直至输出电压小于最大值，或在输出电流为最大值时提高输出交流电频率，提高输出电压，直至输出电流小于最大值。2.根据权利要求1中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述第一变换装置是开关电源，或由变压器和整流器组成。3.根据权利要求2中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述第二变换装置是逆变器。4.根据权利要求3中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述开关电源包括：第一控制模块；第一高频逆变模块；输入整流滤波模块，其输入端接三相四线或三相三线市电，其输出端连接第一高频逆变模块的输入端；驱动模块，其输入端连接所述第一控制模块，其输出端连接所述第一高频逆变模块；高频变压器，其初级线圈与所述第一高频逆变模块的输出端并联；输出整流滤波模块，其输入端与所述高频变压器的次级线圈并联，其输出端连接所述逆变器；缺相检测模块，其输入端接三相四线或三相三线市电，其输出端连接所述第一控制模块；电源模块，其输入端接220V交流电，其输出端连接所述第一控制模块。5.根据权利要求4中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述开关电源还包括与所述第一控制模块连接的第一采样模块和/或第一显示模块和/或接三相四线或三相三线市电的第一冷却模块。6.根据权利要求4中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述开关电源还包括谐波电容，所述第一高频逆变模块的任一输出端串联所述谐波电容后与所述高频变压器的初级线圈并联。7.根据权利要求3中的油田输油管解堵设备，其特征在于所述逆变器包括：第二控制模块；第二高频逆变模块，与所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁景睿，李天舒，曾黎，徐志鹏，周策，李庆国，李泽，
申请(专利权)人：北京首光艾达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11