智能变参数采油节能控制器制造技术

一种智能变参数采油节能控制器，属于采油设备领域。包括采油机的电动机和处理器，处理器通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，控制电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，通过周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。通过周期性改变抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。能够实现力油井动液面、产量的基本稳定、不发生冻井、卡井等问题，在机械采油井大幅度节能降耗的同时实现了安全高效生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于采油设备领域，具体说是一种智能变参数采油节能控制器。
技术介绍
在石油开采过程中，为了保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常电动机的装机功率较大，其抽油冲次(单位时间内抽油次数)较高，而电动机正常工作时均以轻载运行，因此造成抽油机与电动机的荷载匹配不合理，加之油井逐渐老化，供液能力不断下降，抽油冲次不变，抽油机轻载工作中存在着不同程度的“泵空”和“干抽”情况，这种“大马拉小车”的现象不仅造成了抽油机功率因数的降低，抽油无效行程增加，浪费大量电能，而且使抽油设备损耗加大，维护费用增加。中国专利CN200620079003.X公开一种智能采油控制器，包括设置在油井内的传感器，传感器的输出端与放大滤波电路的输入端相连接，放大滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端相连接，模数转换电路的输出端与中央控制器的输入端相连接，中央控制器的输出端通过继电器与抽油机相连接。本专利技术通过智能控制器自动测知油井的实际工作参数，当抽油机处于相对轻载即半捞或空捞时停止工作，只有当油井内液体的蓄积量能够满足再次连续满抽的条件时，才启动运行，这样既保证抽油机有较高的充满度，减少低效和无效空抽，同时也使抽油机由固定不变的机械运行变为快速动态响应的智能运行，彻底解决油田空抽、低效率、做无用功等问题，达到降低抽油机的机械磨损与节约能源的目的。其存在的不足是该控制器属于间歇性抽油，等液面达到一定量以后再抽，液面不足的时候就停止等待。这样的间抽问题很大，主要是停时间长了会造成卡泵，卡了以后很难处理，需要加热等技术来降低原油的粘稠度才能继续抽油。达不到液面量会停止运行，属于间断供电。断续供电技术是一种电动机间断供电方法。其控制原理就是在不同时段根据系统是需要切断或控制电动机通电，使电动机不需要输出的时候停止供电，从而实现节能。缺点：由于断续电控制方式使电动机处于不停处于启停掉运行状态，电流冲击对电动机存在伤害，同时抽油机系统的机械冲击也比较大，抽油机井管理难度大，存在一定安全隐患，停机时易造成卡泵后冬季凝管线。中国专利申请CN201210298110.1公开了一种抽油机智能控制系统。其技术方案是：包括变频器、可编程控制器及人机界面，其中可编程控制器分别连接变频器、载荷传感器和接近开关。本专利技术能够根据抽油机载荷的变化，实现实时监测运行参数，电参数等，抽油机在光杆下行受阻时自动调节下行冲次，达到速度自动保护的功能，还能够根据油井载荷变化无级自适应调速，并显示油井的示功图和电流图。其存在的不足是检测光杆的阻力和次数只能检测抽油机工作状态，不能改变抽油机工作参数，实现自动保护的功能。中国专利CN201320598645.0公开了一种游梁式抽油机多参数回馈动态控制装置。本专利技术主要针对游梁式抽油机启动困难、能耗高、载荷冲击大等问题而研制的，它主要由控制器1、变频器2、断路器3、互感器4、接触器I5、接触器II6、接线端子7、速度传感器8、载荷传感器9、位移传感器10、电参测试传感器11组成。本专利技术具有降低驱动装置与传动装置装机功率，提升整个系统运行效率，提高系统安全性等优点。其存在的不足是通过载荷传感器9和位移传感器10采集抽油机工作状态，不能改变抽油机工作参数，实现保护的功能。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种全面监测抽油机工作参数，适应性强的智能变参数采油节能控制器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：智能变参数采油节能控制器，包括采油机的电动机，电动机的供电线路设置IGBT和空气开关连接动力供电线路，其特征在于：电动机和IGBT模块之间的供电线路上设置电流传感器、电压传感器、功率检测器，电动机设置转速检测器，电流传感器、电压传感器、功率检测器和转速检测器分别通过A/D转换器连接处理器，把电动机的工作参数转换成电压信号，经过A/D转换器进行模数转换，进入处理器系统进行数据处理、存储和显示；IGBT模块和空气开关之间的供电线路设置相序检测器，相序检测器连接处理器；处理器设置显示器、程序存储器、数据存储器、数据恢复器和通讯接口；处理器的输出端通过D/A转换器连接IGBT模块的控制端；处理器通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，控制电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，通过周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。所述的处理器的数据端通过A/D转换器连接旋启靶流量计，旋启靶流量计设置在油井出油管上。所述的旋启靶流量计分别设置在井口出油管和井内出油管中部。所述的处理器的数据端通过A/D转换器连接光杆位移传感器和光杆载荷传感器。所述的周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率是指根据电动机的工作参数，调整不同工况下一个周期内抽汲次数。所述的周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率是指根据供电高峰期，调整不同供电时间段的固定周期内抽汲次数。所述的通讯接口采用数据载波接口。数据载波接口连接通讯线缆。或者数据载波接口连接直流供电系统，利用直流供电系统的线缆进行信号传输。本专利技术智能变参数采油节能控制器所具有的有益效果是：通过周期性改变抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。即60分钟为一个周期一天24个循环周期，在一个周期内依据油井的实际日产液量设定30分钟阶梯式(冲数逐渐下降)变参数高效排液期和30分钟变参数低速恢复期；30分钟变参数高效排液期24个循环周期内的累计泵理论排量确保实现泵效达到50％以上；30分钟变参数低速恢复期24个循环周期内的累计泵理论排量远低于油井地层的实际供量确保油井液面得到充分恢复；实现力油井动液面、产量的基本稳定、不发生冻井、卡井等问题，在机械采油井大幅度节能降耗的同时实现了安全高效生产。附图说明图1本专利技术的原理方框图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步描述：实施例1：如图1所示，智能变参数采油节能控制器，包括采油机的电动机，电动机的供电线路设置IGBT和空气开关连接动力供电线路，电动机和IGBT模块之间的供电线路上设置电流传感器、电压传感器、功率检测器，电动机设置转速检测器，电流传感器、电压传感器、功率检测器和转速检测器分别通过A/D转换器连接处理器，把电动机的工作参数转换成电压信号，经过A/D转换器进行模数转换，进入处理器系统进行数据处理、存储和显示；IGBT模块和空气开关之间的供电线路设置相序检测器，相序检测器连接处理器；处理器设置显示器、程序存储器、数据存储器、数据恢复器和通讯接口；处理器的输出端通过D/A转换器连接IGBT模块的控制端；处理器通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，控制电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，通过周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。通讯接口采用数据载波接口。周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率是指根据电动机的工作参数，调整不同工况下一个周期内抽汲次数。也可以是周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率是指根据供电高峰期，调整不同供电时间段的固定周期内抽汲次数。通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，实现电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，以便调整电动机输出功率，减少电动机的铁损和铜损本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能变参数采油节能控制器，包括采油机的电动机，电动机的供电线路设置IGBT和空气开关连接动力供电线路，其特征在于：电动机和IGBT模块之间的供电线路上设置电流传感器、电压传感器、功率检测器，电动机设置转速检测器，电流传感器、电压传感器、功率检测器和转速检测器分别通过A/D转换器连接处理器，把电动机的工作参数转换成电压信号，经过A/D转换器进行模数转换，进入处理器系统进行数据处理、存储和显示；IGBT模块和空气开关之间的供电线路设置相序检测器，相序检测器连接处理器；处理器设置显示器、程序存储器、数据存储器、数据恢复器和通讯接口；处理器的输出端通过D/A转换器连接IGBT模块的控制端；处理器通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，控制电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，通过周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。

【技术特征摘要】
1.智能变参数采油节能控制器，包括采油机的电动机，电动机的供电线路设置IGBT和空气开关连接动力供电线路，其特征在于：电动机和IGBT模块之间的供电线路上设置电流传感器、电压传感器、功率检测器，电动机设置转速检测器，电流传感器、电压传感器、功率检测器和转速检测器分别通过A/D转换器连接处理器，把电动机的工作参数转换成电压信号，经过A/D转换器进行模数转换，进入处理器系统进行数据处理、存储和显示；IGBT模块和空气开关之间的供电线路设置相序检测器，相序检测器连接处理器；处理器设置显示器、程序存储器、数据存储器、数据恢复器和通讯接口；处理器的输出端通过D/A转换器连接IGBT模块的控制端；处理器通过D/A转换器输出0～10V电压控制IGBT模块的移相触发相位，控制电动机的软启动、软停机和调整电动机的供电电压，通过周期性改变电动机控制抽油机抽汲速率，实现不停机周期性采油。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙焕志，郭源生，徐伟，董义鹏，李明贤，李雪岩，王新阳，
申请(专利权)人：淄博京科电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37