專利名稱：抽油機(jī)節(jié)電控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用可變頻率電源的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、或機(jī)電變換器的控制或調(diào) 節(jié)裝置領(lǐng)域，具體為一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜。
背景技術(shù)：
抽油機(jī)是用于抽取地下油層內(nèi)原油的電氣設(shè)備，由于我國的油田多為低滲透的低 能低產(chǎn)油田，大部分油田要靠注水壓油入井，再用抽油機(jī)把油從地層中提升上來，以水換油 或者以電換油是我國油田的現(xiàn)實(shí)，因而電費(fèi)在我國的石油開采成本中占了相當(dāng)大的比例。 由于帶動抽油機(jī)的電機(jī)是按照油井最大化的抽取量來進(jìn)行選擇的，并且還留有設(shè)計(jì)余量。 而隨著油井由淺入深的抽取，井中液面逐漸下降，泵的充滿度越來越不足，直到最后發(fā)生空 抽的現(xiàn)象，如果不加以控制，電機(jī)長時間輕載運(yùn)行，就會白白地浪費(fèi)大量的電能。此外，油井 的抽油負(fù)荷還經(jīng)常使得電機(jī)長時間無規(guī)律變負(fù)載運(yùn)行或長時間有規(guī)律的動態(tài)運(yùn)行，這種情 況都會造成電機(jī)效率降低。為提高能源利用率，現(xiàn)在通常采用變頻、軟啟動、功率因數(shù)補(bǔ)償 和恒速跟蹤負(fù)載等方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)節(jié)能，尤其是變頻措施應(yīng)用較廣。但目前的變頻節(jié)能方式， 變頻裝置需要將不同廠家的控制器和變頻器安裝組合在一起，匹配較差；采用多機(jī)器組合， 安裝維護(hù)分開，使用不方便；升級困難。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種調(diào)控精確、反應(yīng)靈敏、節(jié)能效果顯著、組裝靈 活、匹配性好的電機(jī)節(jié)能控制裝置，本實(shí)用新型公開了一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜。本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜，包括變頻器，電源、變頻器和電機(jī)依次通過導(dǎo)線串聯(lián)連 接，其特征是還包括電力參數(shù)監(jiān)測器、油井監(jiān)測器和能量回饋單元，變頻器分別和電力參 數(shù)監(jiān)測器、油井監(jiān)測器以及能量回饋單元連接，油井監(jiān)測器及能量回饋單元都和電機(jī)連接，變頻器內(nèi)部有32位數(shù)字信號控制器和RS485通訊接口，變頻器通過RS485通訊接 口和電力參數(shù)監(jiān)測器連接，油井監(jiān)測器的采樣速度為每秒計(jì)算10次且每次采樣2個周波，能量回饋單元采用雙向自動電壓跟蹤的制動方式和正弦波電流回饋。所述的抽油機(jī)節(jié)電控制柜，其特征是變頻器內(nèi)部還有強(qiáng)制直流風(fēng)冷系統(tǒng)。所述的抽油機(jī)節(jié)電控制柜，其特征是油井監(jiān)測器和電機(jī)之間采用GPRS通訊的方 式無線連接。本實(shí)用新型通過油井監(jiān)測器實(shí)時監(jiān)測油井的壓力以及電機(jī)的各項(xiàng)電參數(shù)，掌握負(fù) 載的實(shí)際情況和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并通過電力參數(shù)監(jiān)測器和變頻器內(nèi)部的數(shù)字信號控制器 解算出電機(jī)當(dāng)前功率下所需的最佳頻率，再通過變頻器輸出控制信號，從而控制電機(jī)運(yùn)行 于最佳工況。具體地說，本實(shí)用新型通過電力參數(shù)監(jiān)測器和油井監(jiān)測器組成的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采 集模塊，實(shí)時監(jiān)測抽油電機(jī)的電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)等電參數(shù)，同時可接壓力、溫度、流量等傳感器，作為分析有桿/無桿泵工況的主要依據(jù)，建立先進(jìn)的、適用油井系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及算法，診斷出油水井工況和存在的問題，計(jì)算出各種復(fù)雜工況下的 油井的產(chǎn)液，同時進(jìn)行各種有效的數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)，并可以遠(yuǎn)程智能控制與調(diào)節(jié)油井的工 作狀態(tài)，通過對油井工作狀態(tài)的監(jiān)控來調(diào)節(jié)油泵電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，提高了整個系統(tǒng)的數(shù)字 化水平，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。本實(shí)用新型與常用變頻器的區(qū)別如下表所示 本實(shí)用新型具有節(jié)電性、智能化、可遙控、開放式界面、全方位保護(hù)和同時多用戶 監(jiān)測的特點(diǎn)，本實(shí)用新型的有益效果是采用整合了感應(yīng)、控制、變頻三大模塊的變頻器，實(shí) 現(xiàn)了一體化和模塊化，安裝維護(hù)簡單方便，升級簡單，只需更換模塊，節(jié)能效果顯著，節(jié)電率 達(dá) 10% 60%。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是油井監(jiān)測器和電機(jī)之間采用GPRS通訊的方式無線連接的本實(shí)用新型的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。實(shí)施例1一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜，包括變頻器1、電力參數(shù)監(jiān)測器4、油井監(jiān)測器5和能量回 饋單元6，如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)是變頻器1分別和電力參數(shù)監(jiān)測器4、油井監(jiān)測器5以及 能量回饋單元6連接，油井監(jiān)測器5及能量回饋單元6都和電機(jī)3連接，變頻器1內(nèi)部有32位數(shù)字信號控制器和RS485通訊接口，變頻器1通過RS485通 訊接口和電力參數(shù)監(jiān)測器4連接，油井監(jiān)測器5的采樣速度為每秒計(jì)算10次且每次采樣2個周波，能量回饋單元6采用雙向自動電壓跟蹤的制動方式和正弦波電流回饋。電源2、變頻器1和電機(jī)3依次通過導(dǎo)線串聯(lián)連接。變頻器1的參數(shù)如下——內(nèi)置32位DSP核心控制，保證運(yùn)算速度和精度；——內(nèi)置強(qiáng)制直流風(fēng)冷系統(tǒng)，使用壽命可達(dá)70000小時；——內(nèi)置RS485通訊接口。——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化，易于維護(hù)保養(yǎng)；——采用軍工級開關(guān)電源供電系統(tǒng)，性能穩(wěn)定；——具有輸入過流、過載、過壓、欠壓保護(hù)功能。能量回饋單元6的參數(shù)如下——采用雙向自動電壓跟蹤的制動方式；——過熱、過流、短路保護(hù)及故障輸出；——反應(yīng)時間< 2ms，多重噪音過濾；——內(nèi)置電抗器；——正弦波電流回饋；-電網(wǎng)電壓及頻率380V 士 20%，50/60Hz ；——動作電壓630V士5%——制動力矩150%油井監(jiān)測器5的參數(shù)如下——多數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制；——在線式界面操作；——電壓測量(真有效值)AC 0 400V ；——電流測量(真有效值)AC 0 250A ；——功率測量(真有效值):0 IOOkw ；——采樣速度每秒計(jì)算10次，每次采樣2個周波；—功率因數(shù)0.3 1. 0，精度換算為相角，相差2度-頻率測量40· OOHz 65. OOHz實(shí)施例2一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜，包括變頻器1、電力參數(shù)監(jiān)測器4、油井監(jiān)測器5和能量回 饋單元6，如圖2所示，油井監(jiān)測器5和電機(jī)3之間采用GPRS通訊的方式無線連接，圖2中虛線所指代表油井監(jiān)測器5和電機(jī)3之間的無線連接。其 他結(jié)構(gòu)都和實(shí)施例1同。本實(shí)施 例適合油田油井位置比較分散的場合。
權(quán)利要求一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜，包括變頻器(1)，電源(2)、變頻器(1)和電機(jī)(3)依次通過導(dǎo)線串聯(lián)連接，其特征是還包括電力參數(shù)監(jiān)測器(4)、油井監(jiān)測器(5)和能量回饋單元(6)，變頻器(1)分別和電力參數(shù)監(jiān)測器(4)、油井監(jiān)測器(5)以及能量回饋單元(6)連接，油井監(jiān)測器(5)及能量回饋單元(6)都和電機(jī)(3)連接，變頻器(1)內(nèi)部有32位數(shù)字信號控制器和RS485通訊接口，變頻器(1)通過RS485通訊接口和電力參數(shù)監(jiān)測器(4)連接，油井監(jiān)測器(5)的采樣速度為每秒計(jì)算10次且每次采樣2個周波，能量回饋單元(6)采用雙向自動電壓跟蹤的制動方式和正弦波電流回饋。
2.如權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)節(jié)電控制柜，其特征是變頻器 (1)內(nèi)部還有強(qiáng)制直流 風(fēng)冷系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)節(jié)電控制柜，其特征是油井監(jiān)測器(5)和電機(jī)(3) 之間采用GPRS通訊的方式無線連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及應(yīng)用可變頻率電源的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、或機(jī)電變換器的控制或調(diào)節(jié)裝置領(lǐng)域，具體為一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜。一種抽油機(jī)節(jié)電控制柜，包括變頻器(1)，其特征是還包括電力參數(shù)監(jiān)測器(4)、油井監(jiān)測器(5)和能量回饋單元(6)，變頻器(1)分別和電力參數(shù)監(jiān)測器(4)、油井監(jiān)測器(5)以及能量回饋單元(6)連接，油井監(jiān)測器(5)及能量回饋單元(6)都和電機(jī)(3)連接。本實(shí)用新型安裝維護(hù)簡單方便，升級簡單，節(jié)能效果顯著。
文檔編號H02P27/04GK201611866SQ20102010323
公開日2010年10月20日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者鄭曉遠(yuǎn), 陳志 申請人:上海寶臨電氣集團(tuán)有限公司