CN102736643A - 基于温度检测的抽油机节电控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于温度检测的抽油机节电控制方法及系统；抽油机节电控制方法为：在抽油机定时启动的工作过程中，采用温度传感器分别检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，根据这两个温度来判断抽油机是否需要抽油；抽油机节电控制系统含有第一温度传感器、第二温度传感器、模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块、中央处理器和电源，第一和第二温度传感器分别安装在抽油机出油口和外界环境中，该两个温度传感器的输出端依次通过模数转换模块、第一光电隔离模块后与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端依次通过第二光电隔离模块、接触器控制模块后与抽油机连接；本发明检测控制可靠、实现成本低。
Description
（一）、技术领域：本发明涉及一种抽油机节电控制方法及系统，特别涉及一种基于温度检测的抽油机节电控制方法及系统。
（二）、背景技术：目前，油田用抽油机功耗高的原因主要为：由于油井渗透率低，抽油机的抽出速度大于油井的渗油速度，这样就会使抽油机有时处于空转状态，白白浪费了很多电能。现有抽油机的节电控制方法主要有间隙抽油和变频控制两种形式，不论哪种节电控制方法，其关键是确定何时抽油，何时停机，以使抽油机在有油时抽油，无油时停机，有效地利用电能。现有判断是否出油的方法有：示工图法、抽油机电机电流（功率）法、液面探测器法、流量传感器法等，这些方法中示工图法成本太高，不便于在线长期使用，电机电流法对配重匹配良好的抽油机在有油和无油两种状态时的电流差异较小，很难区分，液面探测器法由于要在几百米甚至上千米的井下安装液面探测器，很难实现，其可靠性和成本都是用户难以接受的，流量传感器法对抽油机抽出的含有大量泥沙的液体也很难奏效，这些检测是否出油的方法都不太理想。
（三）、发明内容：本发明要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种检测控制可靠、实现成本低的基于温度检测的抽油机节电控制方法及系统。
本发明的技术方案：一种基于温度检测的抽油机节电控制方法，在抽油机定时启动的工作过程中，采用温度传感器分别检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断抽油机是否需要抽油，如果需要抽油，则启动抽油机，如果不需要抽油，则关闭抽油机；根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断是否需要抽油的方法如下：
当外界环境温度大于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于27℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于25℃且小于等于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于26℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于15℃且小于等于25℃时，如果抽油机出油口的温度大于25℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于5℃且小于等于15℃时，如果抽油机出油口的温度大于24℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于-15℃且小于等于5℃时，如果抽油机出油口的温度大于22℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油。
分别采用第一温度传感器和第二温度传感器检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，然后将第一温度传感器和第二温度传感器的输出信号依次经过模数转换、光电隔离后送入中央处理器（CPU）中，中央处理器对接收到的抽油机出油口的温度数据和外界环境温度数据进行判断处理，确定是否需要抽油；如果中央处理器判断需要抽油，则输出启动信号，该启动信号依次经过光电隔离、接触器隔离后驱动抽油机工作；如果中央处理器判断不需要抽油，则输出停止信号，该停止信号依次经过光电隔离、接触器隔离后使抽油机停止工作。
一种基于温度检测的抽油机节电控制系统，含有第一温度传感器、第二温度传感器、模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块、中央处理器（CPU）和电源，第一温度传感器和第二温度传感器分别安装在抽油机出油口和外界环境中，第一温度传感器和第二温度传感器的输出端与模数转换模块的输入端连接，模数转换模块的输出端与第一光电隔离模块的输入端连接，第一光电隔离模块的输出端与中央处理器的温度信号输入端连接，中央处理器的控制信号输出端与第二光电隔离模块的输入端连接，第二光电隔离模块的输出端与接触器控制模块的输入端连接，接触器控制模块的输出端与抽油机连接；电源为模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块和中央处理器供电。
中央处理器的显示口与显示器连接，中央处理器的键盘口与键盘连接，中央处理器的数据口与存储器连接。存储器用于记录历史数据，存储器上含有RTC，RTC为中央处理器提供实时钟。
显示器为液晶显示器。液晶屏用于显示节电控制系统的工作状态。
中央处理器的通讯口与红外收发模块连接。中央处理器可通过红外收发模块与掌上控制器进行无线通讯。
为了避免误操作将节电控制系统的参数修改，键盘只设有“模式转换”、“电机停止”、“电机启动”三个按键，其他复杂的操作都利用掌上控制器控制，保证只有特定的技术人员才能对节电控制系统的参数进行调整。
本发明的工作原理为：在抽油机的定时工作过程中，当油井无油时，抽油杆和盘根之间由于摩擦发热，使出油口的温度上升（可达40℃以上）；当油井出油时，由于从井下泵出的油温度较低，对抽油杆有降温作用，使出油口的温度降低（随季节不同基本在30℃以下）；因此，根据抽油机出油口的温度和外界环境温度可以确定油井中是否有油，从而确定是否需要抽油。
本发明的有益效果：1．本发明根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断是否需要抽油，设计巧妙、合理，其中，第一温度传感器和第二温度传感器分别安装在抽油机出油口和外界环境中，安装简便、实现成本低，而且温度传感器不含转动等机械部件，检测控制可靠、节油效果明显。经过油田现场实际测试，本发明可使抽油机的节电率达到50% 以上，特别适用于在陕北油田使用。
（四）、附图说明：
图1为基于温度检测的抽油机节电控制系统的电路原理框图。
（五）、具体实施方式：基于温度检测的抽油机节电控制方法为：在抽油机定时启动的工作过程中，采用温度传感器分别检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断抽油机是否需要抽油，如果需要抽油，则启动抽油机，如果不需要抽油，则关闭抽油机；根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断是否需要抽油的方法如下：
当外界环境温度大于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于27℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于25℃且小于等于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于26℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于15℃且小于等于25℃时，如果抽油机出油口的温度大于25℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于5℃且小于等于15℃时，如果抽油机出油口的温度大于24℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于-15℃且小于等于5℃时，如果抽油机出油口的温度大于22℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油。
分别采用第一温度传感器和第二温度传感器检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，然后将第一温度传感器和第二温度传感器的输出信号依次经过模数转换、光电隔离后送入中央处理器（CPU）中，中央处理器对接收到的抽油机出油口的温度数据和外界环境温度数据进行判断处理，确定是否需要抽油；如果中央处理器判断需要抽油，则输出启动信号，该启动信号依次经过光电隔离、接触器隔离后驱动抽油机工作；如果中央处理器判断不需要抽油，则输出停止信号，该停止信号依次经过光电隔离、接触器隔离后使抽油机停止工作。
基于温度检测的抽油机节电控制系统含有第一温度传感器、第二温度传感器、模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块、中央处理器（CPU）和电源（参见图1），第一温度传感器和第二温度传感器分别安装在抽油机出油口和外界环境中，第一温度传感器和第二温度传感器的输出端与模数转换模块的输入端连接，模数转换模块的输出端与第一光电隔离模块的输入端连接，第一光电隔离模块的输出端与中央处理器的温度信号输入端连接，中央处理器的控制信号输出端与第二光电隔离模块的输入端连接，第二光电隔离模块的输出端与接触器控制模块的输入端连接，接触器控制模块的输出端与抽油机连接；电源为模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块和中央处理器供电。
中央处理器的显示口与显示器连接，中央处理器的键盘口与键盘连接，中央处理器的数据口与存储器连接。存储器用于记录历史数据，存储器上含有RTC，RTC为中央处理器提供实时钟。
显示器为液晶显示器。液晶屏用于显示节电控制系统的工作状态。
中央处理器的通讯口与红外收发模块连接。中央处理器可通过红外收发模块与掌上控制器进行无线通讯。
为了避免误操作将节电控制系统的参数修改，键盘只设有“模式转换”、“电机停止”、“电机启动”三个按键，其他复杂的操作都利用掌上控制器控制，保证只有特定的技术人员才能对节电控制系统的参数进行调整。
Claims (6)
1.一种基于温度检测的抽油机节电控制方法，其特征是：在抽油机定时启动的工作过程中，采用温度传感器分别检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断抽油机是否需要抽油，如果需要抽油，则启动抽油机，如果不需要抽油，则关闭抽油机；根据抽油机出油口的温度和外界环境温度来判断是否需要抽油的方法如下：
当外界环境温度大于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于27℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于25℃且小于等于35℃时，如果抽油机出油口的温度大于26℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于15℃且小于等于25℃时，如果抽油机出油口的温度大于25℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于5℃且小于等于15℃时，如果抽油机出油口的温度大于24℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油；
当外界环境温度大于-15℃且小于等于5℃时，如果抽油机出油口的温度大于22℃，即表明不需要抽油，否则，表明需要抽油。
2.根据权利要求1所述的基于温度检测的抽油机节电控制方法，其特征是：分别采用第一温度传感器和第二温度传感器检测抽油机出油口的温度和外界环境温度，然后将第一温度传感器和第二温度传感器的输出信号依次经过模数转换、光电隔离后送入中央处理器中，中央处理器对接收到的抽油机出油口的温度数据和外界环境温度数据进行判断处理，确定是否需要抽油；如果中央处理器判断需要抽油，则输出启动信号，该启动信号依次经过光电隔离、接触器隔离后驱动抽油机工作；如果中央处理器判断不需要抽油，则输出停止信号，该停止信号依次经过光电隔离、接触器隔离后使抽油机停止工作。
3.一种基于温度检测的抽油机节电控制系统，其特征是：含有第一温度传感器、第二温度传感器、模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块、中央处理器和电源，第一温度传感器和第二温度传感器分别安装在抽油机出油口和外界环境中，第一温度传感器和第二温度传感器的输出端与模数转换模块的输入端连接，模数转换模块的输出端与第一光电隔离模块的输入端连接，第一光电隔离模块的输出端与中央处理器的温度信号输入端连接，中央处理器的控制信号输出端与第二光电隔离模块的输入端连接，第二光电隔离模块的输出端与接触器控制模块的输入端连接，接触器控制模块的输出端与抽油机连接；电源为模数转换模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、接触器控制模块和中央处理器供电。
4.根据权利要求3所述的基于温度检测的抽油机节电控制系统，其特征是：所述中央处理器的显示口与显示器连接，中央处理器的键盘口与键盘连接，中央处理器的数据口与存储器连接。
5.根据权利要求4所述的基于温度检测的抽油机节电控制系统，其特征是：所述显示器为液晶显示器。
6.根据权利要求3所述的基于温度检测的抽油机节电控制系统，其特征是：所述中央处理器的通讯口与红外收发模块连接。
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