專利名稱：一種抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采油設(shè)備控制裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種抽油機(jī)抑 制發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
抽油機(jī)是陸地油田石油開(kāi)采的重要設(shè)備，具有作上下沖程往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作的 特點(diǎn)。抽油機(jī)的驢頭從上死點(diǎn)以零速度開(kāi)始向下作加速度運(yùn)動(dòng)， 一般在到達(dá)一 半沖程時(shí)速度達(dá)到最大，以后做減速運(yùn)動(dòng)，至下死點(diǎn)速度為零，然后再向上作 加速運(yùn)動(dòng)。在下沖程末期，由于拖動(dòng)驢頭向下運(yùn)動(dòng)的抽油桿和抽油泵的速度仍 處于加速狀態(tài)，常常拖動(dòng)抽油機(jī)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)(如圖1所示，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)速 電機(jī)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，負(fù)載將拖動(dòng)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài))。上沖程末期抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)與下沖程末期類似，在平衡重的慣性作用下，抽油機(jī)電機(jī)也常常被拖動(dòng)進(jìn) 入發(fā)電狀態(tài)。
抽油機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)不僅造成電能浪費(fèi)，更為嚴(yán)重的是，在進(jìn)入發(fā)電狀態(tài) 時(shí)電機(jī)要產(chǎn)生阻力矩阻止抽油泵的慣性運(yùn)動(dòng)，制約著抽油機(jī)超沖程的發(fā)揮,嚴(yán) 重降低抽油機(jī)的系統(tǒng)工作效率，這正是抽油機(jī)系統(tǒng)效率不高的重要原因之一。
為了防止抽油機(jī)電機(jī)在工作循環(huán)中進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，抽油機(jī)采用了變頻控制
技術(shù)，如芬蘭VACON公司的抽油機(jī)變頻裝置具有抑制抽油機(jī)發(fā)電功能，如圖 2所示，該技術(shù)采用電流判斷法認(rèn)為上下沖程中最大電流以后的峰值是發(fā)電 起始處，判定發(fā)電點(diǎn)以后調(diào)高變頻器輸出頻率，以達(dá)到避免電動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀 態(tài)的目的。
上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷
1、采用電流法判斷發(fā)電點(diǎn)位置是難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的。其原因在于，抽油 機(jī)運(yùn)行負(fù)載為周期性交變載荷，電流波動(dòng)大、變化快，有時(shí)會(huì)受到3沙卡和偏摩的影響，造成在最大電流之后可能有若干個(gè)波動(dòng)，因此 圖2所示的峰值不一定就是真實(shí)的發(fā)電開(kāi)始處； 2、 變頻輸出跟不上電動(dòng)/發(fā)電轉(zhuǎn)換。以一分鐘7沖次為例，抽油機(jī)運(yùn)行 一個(gè)周期約8.5秒，上下沖程各只需4秒鐘左右， 一般發(fā)電狀態(tài)持續(xù) 不到1秒鐘，有時(shí)更短，接著馬上進(jìn)入另半個(gè)沖程的電動(dòng)狀態(tài)。即 使變頻器接到了正確的發(fā)電信號(hào)，再做出調(diào)高輸出頻率的反應(yīng)常常 是來(lái)不及的，此時(shí)調(diào)高頻率還存在引起振蕩的危險(xiǎn)。實(shí)際上，在實(shí) 際運(yùn)用中該技術(shù)從沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)過(guò)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，能夠 準(zhǔn)確判定抽油機(jī)電機(jī)的發(fā)電點(diǎn)位置，以有效實(shí)現(xiàn)抑制抽油機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種抽油機(jī)抑制發(fā)
電裝置，包括CPU控制器、連接該CPU控制器的變頻裝置、顯示裝置和操作 按鈕，其特征在于，還包括與所述CPU控制器連接的上死點(diǎn)傳感器和下死點(diǎn)
傳感器。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，包括連接所述CPU控制器的有 功功率傳感器。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，包括連接所述CPU控制器的變 壓器直流母線電壓傳感器。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，所述顯示裝置為液晶顯示屏或顯 示數(shù)碼管與LED燈。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，包括控制面板，所述顯示裝置和 所述操作按鈕設(shè)置在所述控制面板上。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，所述顯示裝置包括數(shù)值顯示部分 和狀態(tài)顯示部分。
在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，所述操作按鈕包括調(diào)節(jié)按鈕和功 能按鈕。在本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置中，包括溫控裝置。
實(shí)施本實(shí)用新型的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是:
1. 本實(shí)用新型抓住抽油機(jī)運(yùn)行機(jī)理本質(zhì)，即發(fā)電狀態(tài)…定處在沖程末 期，通過(guò)接到死點(diǎn)信號(hào)后延時(shí)的方法判定發(fā)電點(diǎn)，符合實(shí)際情況；
2. 采取接到死點(diǎn)信號(hào)(此時(shí)距離發(fā)電時(shí)間最遠(yuǎn))后進(jìn)行計(jì)時(shí)，到設(shè)定 時(shí)間(如3秒)后按設(shè)定速度和總量調(diào)整頻率，調(diào)整位置與發(fā)電點(diǎn) 吻合，調(diào)整適時(shí)，避免因調(diào)整不適時(shí)導(dǎo)致的振蕩危險(xiǎn)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是抽油機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)原理。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)電流法判斷發(fā)電點(diǎn)位置原理圖。
圖3是本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖4是本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置控制面板一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置采用負(fù)荷法判斷發(fā)電點(diǎn)位置原理
圖
圖6是本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置包括CPU控制器6、連接 該CPU控制器6的上死點(diǎn)傳感器1、下死點(diǎn)傳感器2、有功功率傳感器3、變 壓器直流母線電壓傳感器4、操作按鈕5、顯示裝置7和變頻器8。
在使用中，上死點(diǎn)傳感器l、下死點(diǎn)傳感器2安裝在對(duì)準(zhǔn)連桿與平衡重平 行時(shí)的位置。
本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置可以設(shè)置控制面板，如圖4所示，操作按 鈕5、顯示裝置7控制面板9上。在本實(shí)施方式的操作面板9上，設(shè)置有用于 數(shù)值顯示的顯示數(shù)碼管71、 73和用于狀態(tài)顯示的LED燈72、 74、 75、用于
5參數(shù)調(diào)節(jié)和功能設(shè)置的調(diào)節(jié)按鈕51、 53和功能按鈕52。在其他實(shí)施方式中， 可以根據(jù)需要設(shè)置操作按鈕5、顯示裝置7的組成結(jié)構(gòu)。
LED燈72用于顯示顯示數(shù)碼管71、 73的顯示狀態(tài)，當(dāng)LED燈72中的 "沖次"燈亮?xí)r，顯示數(shù)碼管71、 73顯示沖次/沖比，當(dāng)LED燈72中的"運(yùn) 行"燈亮?xí)r，顯示數(shù)碼管71、 73顯示實(shí)時(shí)電流，當(dāng)LED燈72中的"平衡" 燈亮?xí)r，顯示數(shù)碼管71、 73顯示平衡狀態(tài)(上程最大電流/下程最大電流)。 LED燈74亮表示處于變頻運(yùn)行狀態(tài)，LED燈75亮表示處于工頻運(yùn)行狀態(tài)。
調(diào)節(jié)按鈕51用于調(diào)節(jié)沖次，調(diào)節(jié)按鈕53用于調(diào)節(jié)沖比，功能按鈕52(Fl、 F2、 F3、 F4、 F5)用于輸入?yún)?shù)、保存參數(shù)、修改參數(shù)等功能設(shè)置。 本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置需設(shè)定如下參數(shù) *上沖程延時(shí)接到下死點(diǎn)信號(hào)延時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間調(diào)高頻率。 *下沖程延時(shí)接到上死點(diǎn)信號(hào)延時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間調(diào)高頻率(上下沖程發(fā)電
點(diǎn)不一定在相同的延時(shí)位置，所以有兩個(gè)延時(shí)參數(shù))。 *頻率增加速度油井不同，抽油機(jī)發(fā)電快慢也不同，該參數(shù)設(shè)定頻率
增加速度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況匹配。 *頻率增加總量限制輸出頻率總量，避免增加過(guò)大，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定總量
時(shí)，即使沒(méi)有接到死點(diǎn)信號(hào)，也停止增加頻率。 在本實(shí)施例中，顯示裝置7采用顯示數(shù)碼管與LED燈的組合方式。在其 他實(shí)施例中，可以采用液晶顯示屏代替顯示數(shù)碼管和LED燈進(jìn)行顯示，也能 夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的。
在其他實(shí)施例中，可以不設(shè)置有功功率傳感器3和母線電壓傳感器4之一 或同時(shí)不設(shè)置有功功率傳感器3和母線電壓傳感器4，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的。 在其他實(shí)施例中，本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置可以包括溫度控制裝 置，用于控制抑制發(fā)電裝置的溫度。
如圖5所示，本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置的工作機(jī)理如下抽油機(jī)電 機(jī)的發(fā)電狀態(tài)一定處于沖程末期，通過(guò)接到死點(diǎn)信號(hào)后延時(shí)的方法判定發(fā)電點(diǎn) 并對(duì)電機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)延時(shí)調(diào)頻，提高電機(jī)同步轉(zhuǎn)速抑制抽油機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。 如圖6所示，本實(shí)用新型抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置的工作控制流程如下一、 設(shè)定狀態(tài)字使裝置進(jìn)入抑制發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)(如設(shè)定狀態(tài)字為1進(jìn)入抑 制發(fā)電狀態(tài)，狀態(tài)字為0不進(jìn)入抑制發(fā)電狀態(tài)等)；
二、 設(shè)定頻率增加速度以及頻率增加總量，保存參數(shù)并退出設(shè)定狀態(tài)；啟 動(dòng)抽油機(jī)，抑制發(fā)電裝置自檢測(cè)完成發(fā)電時(shí)刻位于上下沖程的位置；
三、 從下死點(diǎn)開(kāi)始延時(shí)到發(fā)電位置，按設(shè)定的頻率增加速度和總量運(yùn)行， 到上死點(diǎn)后恢復(fù)為原速度；從上死點(diǎn)開(kāi)始延吋到發(fā)電位置，按設(shè)定頻率增加速 度和總量運(yùn)行，到下死點(diǎn)后恢復(fù)為原速度；以后每個(gè)周期都按此方式循環(huán)進(jìn)行， 直至
四、 抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置因抽油機(jī)停機(jī)而停止工作。
權(quán)利要求1、一種抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，包括CPU控制器、連接該CPU控制器的變頻裝置、顯示裝置和操作按鈕，其特征在于，還包括與所述CPU控制器連接的上死點(diǎn)傳感器和下死點(diǎn)傳感器。
2、 如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，包括連接所 述CPU控制器的有功功率傳感器。
3、 如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，包括連接所 述CPU控制器的變壓器直流母線電壓傳感器。
4、 如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，所述顯示裝 置為液晶顯示屏或顯示數(shù)碼管與LED燈。
5、 如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，包括控制面 板，所述顯示裝置和所述操作按鈕設(shè)置在所述控制面板上。
6、 如權(quán)利要求5所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，所述顯示裝 置包括數(shù)值顯示部分和狀態(tài)顯示部分。
7、 如權(quán)利要求5所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，所述操作按 鈕包括調(diào)節(jié)按鈕和功能按鈕。
8、 如權(quán)利要求1至7之一所述的抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，其特征在于，包 括溫控裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種抽油機(jī)抑制發(fā)電裝置，包括CPU控制器、連接該CPU控制器的變頻裝置、顯示裝置、操作按鈕、上死點(diǎn)傳感器和下死點(diǎn)傳感器。本實(shí)用新型抓住抽油機(jī)發(fā)電狀態(tài)一定處在沖程末期的運(yùn)行機(jī)理本質(zhì)，通過(guò)接到死點(diǎn)信號(hào)后延時(shí)的方法判定發(fā)電點(diǎn)，符合實(shí)際情況；通過(guò)采取接到死點(diǎn)信號(hào)后進(jìn)行計(jì)時(shí)，到設(shè)定時(shí)間后按設(shè)定速度和總量調(diào)整頻率，調(diào)整位置與發(fā)電點(diǎn)吻合，調(diào)整適時(shí)，避免因調(diào)整不適時(shí)導(dǎo)致的振蕩危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)G05B15/02GK201383789SQ200920136059
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者朱立新 申請(qǐng)人:深圳市新愛(ài)達(dá)自動(dòng)化儀表有限公司