本实用新型专利技术涉及一种油田抽油机运行状态监控装置，属于工业设备的动态检测技术领域。本实用新型专利技术穿心式电流互感器的输出端分别与电流采集电路的输入端连接，电流采集电路的输出端分别与A/D转换电路的输入端连接，A/D转换电路的输出端与分单片机的输入端分别相连，分单片机的另一个输入端与一个机械式编码开关相连，分单片机的一个输出端与分断控制电路的输入端相连，分断控制电路的输出端与抽油机电机的主分断电路连接，分单片机的另一个输出端与双向无线通信分机相连；双向无线通信主机的输出端与主单片机的输入端相连，主单片机的两个输出端分别与报警装置和显示装置相连。本实用新型专利技术综合监控了抽油机电机不能正常工作的四种故障。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种油田抽油机运行状态监控装置，属于工业设备的动态检测
技术介绍
抽油机是现代油田的核心设备之一，野外环境安装且需长期连续运行，由于野外环境及地下开采条件恶劣，使抽油机的主电动机很容易发生绕组烧毁的故障，导致这种现象的原因有三个:一是供电线路因刮大风、挂冰等自然灾害导致一相电源断开，而电动机又在缺相状态下继续满负荷运行15分钟以上，则绕组将因过热而烧毁；二是采油机内的电控部件(如空开、接触器等)出现主触点过度烧蚀而使三相电压严重不平衡而导致电机绕组温升过高而烧毁；三是油井的地下出现了腊卡、沙卡等问题，导致电机因严重过负载而烧毁；除此之外，若出现抽油杆断裂、皮带撕裂、雨雪等飘进抽油机皮带轮而造成皮带打滑等现象，不仅使电机功率不能有效传递到负载而使电动机工作电流过小，还可能使设备的局部因摩擦热而出现冒烟或起火等现象，然由于受油田抽油机管理模式的限制，当抽油机因以上四种故障而不能正常运转时，油田工人很难第一时间赶到现场进行处理，因而加大了抽油机损坏的程度，故障严重时甚至可导致现场火灾的发生，所以，在出现抽油机故障时，及时发现故障并自动切断现场的供电电源是非常必要的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种油田抽油机运行状态监控装置。它通过三个穿心式电流互感器监测主电动机的工作电流，然后通过相关的电路确定抽油机电机出现上述四个故障之中的任何一个时，首先通过控制电路切断抽油机电机电源，同时用无线远程传输方式向管理人员及时提供故障设备的编号及该机的故障状态编号和报警信号，从而解决了当前油田工作中，因无法及时了解抽油机故障带来的设备损坏以及节能降耗等问题。本技术的技术方案是:一种油田抽油机运行状态监控装置，由抽油机电机1、穿心式电流互感器2、电流采集电路3、A/D转换电路4、分单片机5、分机电源6、分断控制电路7、双向无线通信分机8、双向无线通信主机9、主单片机10、报警装置11、显示装置12共同组成；其中安装于抽油机电机I三相电源线上三个穿心式电流互感器2的输出端分别与电流采集电路3的三个输入端连接，电流采集电路3的三个输出端分别与Α/D转换电路4的三个输入端连接，Α/D转换电路4的三个输出端与分单片机5的三个输入端分别相连，分单片机5的另一个输入端与一个机械式8421编码开关相连，分单片机5的一个输出端与分断控制电路7的输入端相连，分断控制电路7的输出端与抽油机电机I的主分断电路连接，分单片机5的另一个输出端与双向无线通信分机8相连，双向无线通信分机8的输出端接高频发射天线；分机电源6分别向分单片机5和Α/D转换电路4及分断控制电路7提供不同电压值的低压直流电源；双向无线通信主机9的输入端与高频接收天线相连，双向无线通信主机9的输出端与主单片机10的输入端相连，主单片机10的两个输出端分别与报警装置11和显示装置12的输入端相连。所述穿心式电流互感器2能采用现有的BE-RCT圆形系列互感器，Α/D转换电路4能采用芯片为AD7705的数模转换器，分断控制电路7能采用12V继电器。本技术的使用过程是:首先通过8421编码开关即8421编码电路对每台抽油机进行人工编码和设定抽油机电机的额定电流，装置启动后，三个穿心式电流互感器2将感应到的电流信号I1、12、13分别传送给电流采集电路3，电流采集电路3将接收到的三个电流信号转换为电压信号后分别传送给Α/D转换电路4，Α/D转换电路4将接收到的三个电压信号转化为数字信号后分别传送到分单片机5的三个输入端，分单片机5在接收到电流信号的同时对信号进行存储，然后对三个电流值进行数值判断:当其中的一相电流为零，即可断定供电线路出现了断相故障，从而分单片机5向分断控制电路7输入低电平，以切断抽油机电机电源，同时分单片机5还向双向无线通信分机8发送故障机组的编码及断相报警信号。当不存在缺相问题，则分单片机5对三个电流值进行两两之间的电流差运算，若运算结果中有一个以上的差大于或等于额定电流的20%时，可断定三相电源电压存在严重不平衡问题，分单片机5即向分断控制电路7输入低电平，以立即切断抽油机电机电源，同时单片机5向双向无线通信分机8发送故障机组的编码及三相严重不平衡报警信号。当不存在三相不平衡问题，则分单片机5将三个电流信号与设定的额定电流值进行比较，若比较得出电机电流大于额定电流的115%且连续时间超过15分钟不下降时，即认为电机已较长时间严重过负荷，绕组温升已达警界线，从而分单片机5向分断控制电路7输入低电平，以切断抽油机电机电源，同时向双向无线通信分机8发出故障机组的编码及过负荷报警信号。当不存在过负荷问题，则分单片机5将三个电流值与设定的电机最小工作电流值进行比较，若比较得出电动机电流小于30%额定电流且连续时间超过5分钟，可认为抽油机存在油杆断裂、皮带撕裂或皮带打滑等异常情况，从而分单片机5向分断控制电路7输入低电平，以切断抽油机电机电源，同时向双向无线通信分机8发出故障机组的编码及运行异常报警信号；由分单片机5发出的上述四种异常情况信号经双向无线通信分机8调制为脉冲调频信号后通过天线发射出去，发射过程每3秒钟重复一次且连续进行，其中数据的发送时间不超过I秒，剩余时间为接收主机回复信号的时间，分单片机5只有在接收到主单片机10的回复信号时才会停止发送信号:双向无线通信主机9将双向无线通信分机8传送来的信号解调后传送到主单片机10的输入端，主单片机10将故障机组及故障状态的编码进行存储，待3秒钟后再次接收到分机5的数据时，将两次接收到的数据进行比较:若两次接收到的数据不相同，则将后一次接收到的数据替换主单片机10中存储器内的原数据，并令其与双向无线通信分机8第三次传送来的数据进行比较，如此过程可重复多次，直到两次接收到的数据完全相同时，才通过双向无线通信分机8和双向无线通信主机9发送数据接收无误的回复信号，使其停止数据的发送。若比较两次接受的数据完全相同，则主单片机10通过双向无线通信主机9向双向无线通信分机8发送数据接收无误的回复信号，使其停止数据的发送，同时主单片机10将信号传送到报警装置11和显示装置12的输入端。报警装置11在接收到信号后发出声光报警，同时显示装置12在接收到信号后显示需要维修的抽油机编号和故障编码，使管理人员能尽快赶到现场进行处理。①已发表的(舒介武.多位8421码键盘编码电路及应用.仪表技术，1995,04:29-30.)期刊文献，文中提到“如图1所示电路中的三个脉冲计数器换成B⑶码双时钟加/减计数器CC40192，以及加/减计数控制门组成置数，计数电路，如图5所示。置数时，+/_控制端加高电平，拔号脉冲由递增计数端(CPU)输入”。可见利用8421编码电路进行置数及编码是现有的已成熟的技术。②已发表的(刘合军.用WPS输入单片机源程序.电子技术应用，1994，07:44)期刊文献，文中提到“在PC机上输入单片机源程序，目前比较常用的方法有:1、DOS提供的EDLIN行编辑；2、PE屏幕编辑；3、W0RD_STAR或用QUICK-BASIC的集成环境”。可见在单片机上输入源程序是现有的已成熟的技术。③已经发表的(王海宁.基于单片机的温度控制系统的研宄.合肥工业大学，2008)论文文献，文中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油田抽油机运行状态监控装置，其特征在于：由抽油机电机（1）、穿心式电流互感器（2）、电流采集电路（3）、A/D转换电路（4）、分单片机（5）、分机电源（6）、分断控制电路（7）、双向无线通信分机（8）、双向无线通信主机（9）、主单片机（10）、报警装置（11）、显示装置（12）共同组成；其中安装于抽油机电机（1）三相电源线上三个穿心式电流互感器（2）的输出端分别与电流采集电路（3）的三个输入端连接，电流采集电路（3）的三个输出端分别与A/D转换电路（4）的三个输入端连接，A/D转换电路（4）的三个输出端与分单片机（5）的三个输入端分别相连，分单片机（5）的另一个输入端与一个机械式8421编码开关相连，分单片机（5）的一个输出端与分断控制电路（7）的输入端相连，分断控制电路（7）的输出端与抽油机电机（1）的主分断电路连接，分单片机（5）的另一个输出端与双向无线通信分机（8）相连，双向无线通信分机（8）的输出端接高频发射天线；分机电源（6）分别向分单片机（5）和A/D转换电路（4）及分断控制电路（7）提供不同电压值的低压直流电源；双向无线通信主机（9）的输入端与高频接收天线相连，双向无线通信主机（9）的输出端与主单片机（10）的输入端相连，主单片机（10）的两个输出端分别与报警装置（11）和显示装置（12）的输入端相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高珂，卢诚，冯莲，陈华裔，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
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