專利名稱：一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田監(jiān)控裝置，尤其是抽油機井智能化管理的監(jiān)控裝置，具體涉及一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)。
技術(shù)背景 我國油田經(jīng)過多年開采，很大一部分油井屬低產(chǎn)油井，其中有桿抽油系統(tǒng)會出現(xiàn)供液不足(供液不足是指油井液面低于抽油泵)的情況，這種情況的出現(xiàn)將會產(chǎn)生抽油機空抽現(xiàn)象，進而導(dǎo)致抽油機泵效低、機械磨損大、電能浪費嚴重。油田通常的解決辦法是采用間抽技術(shù)，即采油系統(tǒng)工作一段時間停止一段時間。間抽技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了 2個階段第一階段是人工間抽控制階段，即由人工控制抽油機的啟動和停止。由于我國多數(shù)油田的油井分布在人煙稀少的野外，人工控制不但工作量大、精度差，而且非常困難。第二階段是自動間抽控制階段，即由專用設(shè)備自動控制抽油機的啟動和停止。該項目的目的就是通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將采油站下轄的多個工作節(jié)點一抽油機進行聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成以采油站為中心的抽油機無線信息網(wǎng)絡(luò)，并與采油站直屬采油廠進行聯(lián)網(wǎng)，進而并與油田intranet專用網(wǎng)絡(luò)相連構(gòu)成異構(gòu)油田專用信息平臺。其目的是實現(xiàn)采油J一^F屬抽油機的自動控制和遠程診斷，實現(xiàn)系統(tǒng)自動化改造。項目的實施有助于節(jié)約抽油機耗電，節(jié)電率在40%左右，同時可以減少抽油機的磨損，監(jiān)控抽機機工作狀態(tài)，減少事故率，減輕工作人員勞動強度。具有可觀的經(jīng)濟效益和重要的社會意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，它根據(jù)間歇采油井的工作制度現(xiàn)場或遠程控制抽油機啟停機，同時在抽油機工作時可以將工作電流等進行采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，對抽油機的工作狀況進行診斷分析，對數(shù)據(jù)進行存儲。如果出現(xiàn)不合理情況或故障，控制中心可進行遠程調(diào)整或報警保護，適用于GPRS、CDMA、ZIGBEE、油田專用通訊網(wǎng)、數(shù)傳電臺等多種遠程通訊方式。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實用新型是采用以下技術(shù)方案它包含控制柜體I、雨帽2、柜門3、上底板4、底板5、主控DTU部件8、主控SUP部件9、電源10、接線端子JX、警笛11、語音報警裝置12、中間繼電器K1-K4、自動重合閘保護器KS、變壓器TSF、電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2和選擇按鈕SB3、SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2，控制柜體I上端設(shè)置有雨帽2，控制柜體I 一側(cè)鉸接有柜門3，控制柜體I另一側(cè)鉸接有上底板4，控制柜體I內(nèi)設(shè)置有底板5，上底板4上設(shè)置有電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3、SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2和主控DTU部件8，主控DTU部件8安裝于上底板4背面；底板5上安裝有主控SUP部件9、電源10、接線端子JX、警笛11、中間繼電器K1-K4、自動重合閘保護器KS和變壓器TSF，控制柜體I內(nèi)部底面設(shè)置有語音報警裝置12。[0007]所述的柜門3內(nèi)壁設(shè)置有凹槽7，凹槽7中設(shè)置有橡膠防雨圈6。所述的主控DTU部件8包含GPRS模塊和SUP模塊，GPRS模塊分別與接線端子JX、啟動按鈕SBUSUP模塊連接；SUP模塊分別與啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3、電源10、匯流銅條、接線端子JX、中間繼電器K1-K4連接。所述部件SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2分別與電源10、SUP模塊相連接。
所述的電源10分別與自動重合閘保護器KS、匯流銅條、主控DTU部件8的SUP模塊和接線端子JX連接。所述的電流表TC與接線端子JX連接。所述的中間繼電器Kl分別與主控DTU部件8的SUP模塊、自動重合閘保護器KS和警笛11連接，中間繼電器K1-K4上端相互連接，并分別連接至主控DTU部件8的SUP模塊上的相應(yīng)接點。所述的自動重合閘保護器KS分別與變壓器TSF、電源10、中間繼電器Kl和警笛11連接。所述的變壓器TSF的正負端分別連接至自動重合閘保護器KS的1、3腳，變壓器TSF的L端連接至市電。所述的語音報警裝置12采用交流220V轉(zhuǎn)DC12-24V供電，工作環(huán)境溫度為-40-65°C，同時配有警笛11報警，在語音提示音后啟動警笛11，防止由于警笛11故障造成事故，提供雙重報警提示。本實用新型目的是利用現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)抽油機間歇采油自動控制和數(shù)據(jù)源頭自動采集，借助油田現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)資源，免去了現(xiàn)場組有線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)費用，通過數(shù)據(jù)終端，將采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)處理、存儲、并提供相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計、報表功能。監(jiān)控中心也可以通過向數(shù)據(jù)終端發(fā)送信息，設(shè)定監(jiān)控終端配置信息或控制命令，更新數(shù)據(jù)終端的實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成包括現(xiàn)場設(shè)備、采集器、數(shù)據(jù)終端、監(jiān)控中心。使生產(chǎn)和管理人員及時調(diào)控和掌握生產(chǎn)動態(tài)，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化；并可以對取得的實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化，從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。本實用新型具有以下有益效果I、縮短抽油時間，減少能量消耗。按照采油九廠間歇采油的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，平均可節(jié)約電能48%。每口井由原來的平均每天耗電70千瓦小時下降到每天耗電36. 4千瓦小時。2、通過精確地起停時間控制，提高了抽油機的有效生產(chǎn)時率，降低了抽油機及電機各機械部件的磨損，延長了油井抽油管柱的壽命，延緩了偏磨。降低了維護費用20%左右。3、實現(xiàn)了定時啟?？刂?，減少了人的勞動量，節(jié)約了大量的人力資源成本。


圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型中上底板的背面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實用新型中底板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4-圖6為本實用新型中各部件的接線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0027]參照圖1-6，本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案它包含控制柜體I、雨帽2、柜門3、上底板4、底板5、主控DTU部件8、主控SUP部件9、電源10、接線端子JX、警笛11、語音報警裝置12、中間繼電器K1-K4、自動重合閘保護器KS、變壓器TSF、電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2和選擇按鈕SB3、SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2，控制柜體I上端設(shè)置有雨帽2，控制柜體I 一側(cè)鉸接有柜門3，控制柜體I另一側(cè)鉸接有上底板4，控制柜體I內(nèi)設(shè)置有底板5，上底板4上設(shè)置有電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3和主控DTU部件8，主控DTU部件8安裝于上底板4背面；底板5上安裝有主控SUP部件9、電源10、接線端子JX、警笛11、中間繼電器K1-K4、自動重合閘 保護器KS和變壓器TSF，控制柜體I內(nèi)部底面設(shè)置有語音報警裝置12。所述的柜門3內(nèi)壁設(shè)置有凹槽7，凹槽7中設(shè)置有橡膠防雨圈6。所述的控制柜體I設(shè)計完全符合室外放置的強度及防護等級IP65，外設(shè)雨帽2，即起到防雨作用，尤其到夏天防曬防高溫作用，對內(nèi)部期間有保護作用。所述的主控DTU部件8包含GPRS模塊和SUP模塊，GPRS模塊分別與接線端子JX、啟動按鈕SBUSUP模塊連接；SUP模塊分別與啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3、電源10、匯流銅條、接線端子JX、中間繼電器K1-K4連接。所述部件SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2分別與電源10、SUP模塊相連接。所述的電源10分別與自動重合閘保護器KS、匯流銅條、主控DTU部件8的SUP模塊和接線端子JX連接。所述的電流表TC與接線端子JX連接。所述的中間繼電器Kl分別與主控DTU部件8的SUP模塊、自動重合閘保護器KS和警笛11連接，中間繼電器K1-K4上端相互連接，并分別連接至主控DTU部件8的SUP模塊上的相應(yīng)接點。所述的自動重合閘保護器KS分別與變壓器TSF、電源10、中間繼電器Kl和警笛11連接。所述的變壓器TSF的正負端分別連接至自動重合閘保護器KS的1、3腳，變壓器TSF的L端連接至市電。所述的語音報警裝置12采用交流220V轉(zhuǎn)DC12-24V供電，工作環(huán)境溫度為-40-65°C，同時配有警笛11報警，在語音提示音后啟動警笛11，防止由于警笛11故障造成事故，提供雙重報警提示。本具體實施方式
目的是利用現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)抽油機間歇采油自動控制和數(shù)據(jù)源頭自動采集，借助油田現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)資源，免去了現(xiàn)場組有線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)費用，通過數(shù)據(jù)終端，將采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)處理、存儲、并提供相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計、報表功能。監(jiān)控中心也可以通過向數(shù)據(jù)終端發(fā)送信息，設(shè)定監(jiān)控終端配置信息或控制命令，更新數(shù)據(jù)終端的實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成包括現(xiàn)場設(shè)備、采集器、數(shù)據(jù)終端、監(jiān)控中心。使生產(chǎn)和管理人員及時調(diào)控和掌握生產(chǎn)動態(tài)，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化；并可以對取得的實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化，從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)。本具體實施方式
在井上安裝有角位移變送器，角位移變送器是一種以標準4_20mA電流輸出信號與軸旋傾角為線性關(guān)系的變送器。設(shè)計特點是有獨特的安裝支架，無需焊接，兩線制(紅色線和黃色線)，不分正負極，不會出現(xiàn)安裝時誤操作接反造成損失。工作溫度范圍-40 +125 (0C)0該變送器與開關(guān)電源都采用工業(yè)級產(chǎn)品。為了防止干擾電源部分才有了變壓器隔離，供電電源采用高頻開關(guān)電源。隔離性能好穩(wěn)壓精度高，不受電網(wǎng)波動影響，大大優(yōu)于線性電源，使得采樣和運算更加準確可靠，提高了系統(tǒng)的整體精度。本具體實施方式
中的主控SUP部件9為終端和GIS展示、管理模塊作為整個管理系統(tǒng)的主體交互界面。主控SUP部件9控制功能具有手動控制和智能控制兩種工作方式，手動方式優(yōu)先，在手動操作時，將屏蔽控制中心 的指令。主控SUP部件9采集單元具有采集抽油機三項電流、角位移、抽油機開機時間、溫度等參數(shù)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，以GPRS專線方式接入采油廠通訊機、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，控制中心的計算機可以用瀏覽器對實時數(shù)據(jù)庫進行訪問。本具體實施方式
具有以下特征I、雙通路電源設(shè)計，DTU和RTU采用不同空開控制，保證在現(xiàn)場人員作業(yè)拉開關(guān)電源后，仍能看到DTU和RTU的通訊狀態(tài)，以此區(qū)分設(shè)備停電還是設(shè)備故障，減少維護成本。2、雙門防盜設(shè)計，外門帶鎖，開發(fā)內(nèi)門還有雙重防護，配有內(nèi)三角特殊螺絲加備用鎖。3、自動重合閘保護設(shè)計，現(xiàn)場RTU控制箱很有可能受到電力線路浪涌等沖擊，造成空開保護跳閘現(xiàn)象，傳統(tǒng)方式得人到現(xiàn)場推空開，這樣即不及時又增加成本。本具體實施方式
增加自行研制的自動重合閘空開。即當線路出現(xiàn)故障，繼電保護使斷路器跳閘后，自動重合閘裝置經(jīng)短時間間隔后使斷路器重新合上。大多數(shù)情況下，線路故障(如雷擊、風(fēng)害等)是暫時性的，斷路器跳閘后線路的絕緣性能(絕緣子和空氣間隙)能得到恢復(fù)，再次重合能成功，這就提高了供電的可靠性。少數(shù)情況屬永久性故障，自動重合閘裝置動作后靠繼電保護動作再跳開，查明原因，予以排除再送電。4、結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)智能判斷同一條線路上同時啟停油井數(shù)量，并根據(jù)啟停方案自動推算未來同時啟停數(shù)量。5、二次點啟技術(shù)本具體實施方式
中的RTU屬于高性能智能型RTU，內(nèi)部具有自學(xué)習(xí)功能，在具備二次點啟條件的抽油機上，能夠?qū)W習(xí)人的二次點啟行為，在遠程控制時實現(xiàn)二次點啟，保護設(shè)備安全。6、雙重報警功能采用語音與警笛雙重報警功能，語音芯片支持低溫環(huán)境。7、平衡塊安全護欄將抽油機加固定式平衡塊護欄，可有效防止人員及動物靠近，平衡塊護欄同時具有自檢防丟失的功能。8、間歇米油智能控制具有手動和自動控制兩種方式手動控制方式王要是由人工啟停機操作。自動控制方式抽油機按照設(shè)定好的工作制度自動啟停機；可遠程控制、調(diào)整抽油機開關(guān)井時間參數(shù)。9、三相電量參集三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、頻率等電參數(shù)采集。10、溫度、壓力、功圖采集，支持有線與短距無線采集。11、功圖計產(chǎn)通過采集出來的功圖計算產(chǎn)量。12、功圖診斷泵工作正常、供液不足、油稠、油井出砂、氣體影響、氣鎖現(xiàn)象、閥爾漏失、游動閥爾關(guān)閉遲緩、柱塞脫出工作筒、刮、碰現(xiàn)象、下碰泵、光桿打驢頭、油井結(jié)蠟、抽油桿斷脫、游動閥爾卡住常開柱塞未進工作筒、 連抽帶噴、柱塞遇卡、柱塞與泵筒間隙過大、液擊現(xiàn)象、圖像失真。
權(quán)利要求1.一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于它包含控制柜體(I)、雨帽⑵、柜門⑶、上底板⑷、底板(5)、主控DTU部件(8)、主控RTU部件(9)、電源(10)、接線端子JX、警笛(11)、語音報警裝置(12)、中間繼電器K1-K4、自動重合閘保護器KS、變壓器TSF、電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2和選擇按鈕SB3，控制柜體(I)上端設(shè)置有雨帽(2)，控制柜體(I) 一側(cè)鉸接有柜門(3)，控制柜體(I)另一側(cè)鉸接有上底板(4)，控制柜體(I)內(nèi)設(shè)置有底板(5)，上底板(4)上設(shè)置有電流表TC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3、SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2和主控DTU部件(8)，主控DTU部件(8)安裝于上底板(4)背面；底板(5)上安裝有主控RTU部件(9)、電源(10)、接線端子幾、警笛(11)、中間繼電器K1-K4、自動重合閘保護器KS和變壓器TSF，控制柜體(I)內(nèi)部底面設(shè)置有語音報警裝置(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的柜門(3)內(nèi)壁設(shè)置有凹槽(7)，凹槽(7)中設(shè)置有橡膠防雨圈(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的主控DTU部件⑶包含GPRS模塊和SUP模塊，GPRS模塊分別與接線端子JX、啟動按鈕SBUSUP模塊連接；SUP模塊分別與啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、選擇按鈕SB3、電源(10)、匯流銅條、接線端子JX、中間繼電器K1-K4連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的SUP電源指示燈L、SUP電源開關(guān)KS2分別與電源10、SUP模塊相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的電源(10)分別與自動重合閘保護器KS、匯流銅條、主控DTU部件(8)的SUP模塊和接線端子JX連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的電流表TC與接線端子JX連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的中間繼電器Kl分別與主控DTU部件(8)的SUP模塊、自動重合閘保護器KS和警笛(11)連接，中間繼電器K1-K4上端相互連接，并分別連接至主控DTU部件(8)的SUP模塊上的相應(yīng)接點。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的自動重合閘保護器KS分別與變壓器TSF、電源(10)、中間繼電器Kl和警笛(11)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，其特征在于所述的變壓器TSF的正負端分別連接至自動重合閘保護器KS的1、3腳，變壓器TSF的L端連接至市電。
專利摘要一種可實現(xiàn)間歇采油的抽油機智能測控系統(tǒng)，它涉及一種油田監(jiān)控裝置。它的控制柜體上端設(shè)置有雨帽，控制柜體一側(cè)鉸接有柜門，控制柜體另一側(cè)鉸接有上底板，控制柜體內(nèi)設(shè)置有底板，上底板上設(shè)置有電流表、啟動按鈕、停止按鈕、選擇按鈕和主控DTU部件，主控DTU部件安裝于上底板背面；底板上安裝有主控RTU部件、電源、接線端子、警笛、中間繼電器、空氣開關(guān)和變壓器，控制柜體內(nèi)部底面設(shè)置有語音報警裝置。它提高了抽油機的有效生產(chǎn)時率，降低了抽油機及電機各機械部件的磨損，延長了油井抽油管柱的壽命，延緩了偏磨。減少了人的勞動量，節(jié)約了大量的人力資源成本。
文檔編號G05B19/048GK202443287SQ201220033568
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者孫延慶 申請人:大慶高新區(qū)中環(huán)電力控制系統(tǒng)有限公司