CN104747125A - 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 - Google Patents
智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104747125A CN104747125A CN201310734994.5A CN201310734994A CN104747125A CN 104747125 A CN104747125 A CN 104747125A CN 201310734994 A CN201310734994 A CN 201310734994A CN 104747125 A CN104747125 A CN 104747125A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- swab
- control system
- loop control
- programmable controller
- controller plc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
- E21B2200/22—Fuzzy logic, artificial intelligence, neural networks or the like
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明涉及一种智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，包括可编程控制器PLC、变频器、能量回馈单元、交流电动机、人机界面（HMI）、压力传感器、井口保护传感器、旋转编码器和远程数据传输单元DTU；压力传感器、井口保护传感器、人机界面（HMI）、旋转编码器、变频器、远程数据传输单元DTU分别和可编程控制器PLC连接；能量回馈单元和交流电动机分别与变频器连接。采用本发明的技术方案，能够组成抽油机的闭环控制系统。有效控制提捞次数并提高单次采油量；解决了直接驱动机械冲击大的问题；将抽子下行时所发出的电能回馈电网，达到节能目的；PLC可控制变频器减速停车，这就能避免抽子撞到井口，保证了设备的安全。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业的采油设备，特别适合于低产井和煤层气的开采用到的间歇提捞式抽油机。
背景技术
在当今社会，石油已经成为非常宝贵的能源。油田的开采有明显的生产周期，经历了开始、生长、旺盛到衰落的过程。国内部分油田经过了几十年的开采，油液产量已大幅减少。如果还是使用传统的抽油机来采油，会造成空抽、耗能等问题。智能间歇提捞式抽油机的出现，改变了传统抽油机的采油方式，解决了传统抽油机采油方式的缺点。但是智能间歇提捞式抽油机还存在井口碰撞和工频直接起动带来的诸多问题。
发明内容
本发明要解决的问题是克服智能间歇提捞式抽油机的上述缺点，提供一种闭环控制系统来解决机械冲击大、能耗高、不安全等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，包括可编程控制器PLC、变频器、能量回馈单元、交流电动机、人机界面（HMI）、压力传感器、井口保护传感器、旋转编码器和远程数据传输单元DTU；压力传感器、井口保护传感器、人机界面（HMI）、旋转编码器、变频器、远程数据传输单元DTU分别和可编程控制器PLC连接；能量回馈单元和交流电动机分别与变频器连接。
上述方案中，能量回馈单元与变频器直流母线连接，同时与输入的三相交流电源相连接，将抽子下行时所发出的电能回馈电网，达到节能目的。
上述方案中，压力传感器与抽子连接，用于井下压力参数检测，并通过柔性钢丝绳将信号传送到可编程控制器PLC。
上述方案中，井口保护传感器的发射装置连接在钢丝绳上，置于抽子上方，随抽子移动，井口保护传感器的接收装置位于井口处的固定位置，在发射装置进入接收装置的感应区后，接收装置立刻输出报警信号到可编程控制器PLC。
上述方案中，旋转编码器安装于钢丝绳经过的定滑轮上，其输出和可编程控制器PLC连接，通过测量钢丝绳的长度测量抽子运行位置。
本发明的有益效果是：采用本发明的技术方案，能够组成抽油机的闭环控制系统。利用压力传感器检测井下压力参数，将此压力信号传送至可编程控制器PLC，当达到设定的压力值后，PLC控制变频器启动，开始上行抽油，如未到设定的压力值，抽子将在此位置等待液面压力的上升。这样可有效控制提捞次数并提高单次采油量。
使用变频器驱动交流电动机，这就保证了可以自由设定电机启动和停止的速度变化率，实现交流电动机的调速、软起和软停，解决了直接驱动机械冲击大的问题，同时变频器的应用可减小对电网的冲击。能量回馈单元与变频器直流母线连接，同时与输入的三相交流电源相连接，将抽子下行时所发出的电能回馈电网，达到节能目的。
井口保护传感器的发射装置套在钢丝绳上，在抽子上方，随抽子移动，井口保护传感器的接收装置位于井口处，当井口保护传感器的发射装置（代表抽子）进入井口保护传感器的接收装置的感应区后，接收装置立刻输出报警信号，给可编程控制器PLC。PLC可控制变频器减速停车，这就能避免抽子撞到井口，保证了设备的安全。
旋转编码器装于钢丝绳经过的定滑轮的轴上，钢丝绳与定滑轮之间有一定的包角，保证不会打滑，因此将旋转编码器的输出连接到可编程控制器PLC，在PLC里对收到的脉冲进行方向判断和累计计数，此计数的结果与经过定滑轮的钢丝绳的长度成正比，也就是测出了经过滑轮的钢丝绳的长度。进一步，由测出的钢丝绳长度就可得出抽子的当前位置。
人机界面（HMI）与PLC控制器连接，用于设定工作参数和显示整个抽油机系统运行数据。远程数据传输单元（DTU）和可编程控制器PLC连接，可通过无线信号传输实现系统的远程操控。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
控制系统由可编程控制器（PLC）、变频器、能量回馈单元、交流电动机、人机界面（HMI）、压力传感器、井口保护传感器、旋转编码器和远程数据传输单元（DTU）组成。
压力传感器与抽子连接，用于井下压力参数检测，并通过柔性钢丝绳将检测的压力信号传送到可编程控制器PLC。
井口保护传感器的发射装置套在钢丝绳上，在抽子上方，随抽子移动，井口保护传感器的接收装置位于井口处，当井口保护传感器的发射装置（代表抽子）进入井口保护传感器的接收装置的感应区后，接收装置立刻输出报警信号，给可编程控制器PLC。
变频器用来驱动交流电动机，实现电机的调速、软起和软停，并减小对电网的冲击。
人机界面HMI，用于设定各项参数和显示抽油机系统的运行数据。传感器用于采集抽油机运行中的实时数据并传送给PLC。
旋转编码器用于测量抽子位置。
远程数据传输单元（DTU）由通讯设备、天线、备用电源组成。它可以利用无线数据传输系统，将产量、液面深度、运行参数、故障报警等数据信息发送到用户的手机或计算机终端上，同时用户也可以利用手机或计算机远程控制设备的运行。
本发明的工作过程：
利用压力传感器检测井下压力参数，将压力信号传送至可编程控制器PLC，当达到设定的压力值后，PLC控制变频器启动，开始上行抽油，如未到设定的压力值，抽子将在此等待液面压力的上升。本发明可有效控制提捞次数并提高单次采油量，加之变频器带能量回馈单元，有显著的节能效果。 以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：包括可编程控制器PLC、变频器、能量回馈单元、交流电动机、人机界面（HMI）、压力传感器、井口保护传感器、旋转编码器和远程数据传输单元DTU；压力传感器、井口保护传感器、人机界面（HMI）、旋转编码器、变频器、远程数据传输单元DTU分别和可编程控制器PLC连接；能量回馈单元和交流电动机分别与变频器连接。
2.根据权利要求1所述的智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：能量回馈单元与变频器直流母线连接，同时与输入的三相交流电源相连接，将抽子下行时所发出的电能回馈电网，达到节能目的。
3. 根据权利要求1所述的智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：压力传感器与抽子连接，用于井下压力参数检测，并通过柔性钢丝绳将信号传送到可编程控制器PLC。
4. 据权利要求3所述的智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：井口保护传感器的发射装置连接在钢丝绳上，置于抽子上方，随抽子移动，井口保护传感器的接收装置位于井口处的固定位置，在发射装置进入接收装置的感应区后，接收装置立刻输出报警信号到可编程控制器PLC。
5. 根据权利要求3所述的智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：旋转编码器安装于钢丝绳经过的定滑轮上，其输出和可编程控制器PLC连接，通过测量钢丝绳的长度测量抽子运行位置。
6. 一种智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统，其特征在于：包括可编程控制器PLC、变频器、能量回馈单元、交流电动机、人机界面（HMI）、压力传感器、井口保护传感器、旋转编码器和远程数据传输单元DTU；压力传感器、井口保护传感器、人机界面（HMI）、旋转编码器、变频器、远程数据传输单元DTU分别和可编程控制器PLC连接；能量回馈单元和交流电动机分别与变频器连接；
所述的能量回馈单元与变频器直流母线连接，同时与输入的三相交流电源相连接，将抽子下行时所发出的电能回馈电网，达到节能目的；
所述的压力传感器与抽子连接，用于井下压力参数检测，并通过柔性钢丝绳将信号传送到可编程控制器PLC；
所述的井口保护传感器的发射装置连接在钢丝绳上，置于抽子上方，随抽子移动，井口保护传感器的接收装置位于井口处的固定位置，在发射装置进入接收装置的感应区后，接收装置立刻输出报警信号到可编程控制器PLC；
所述的旋转编码器安装于钢丝绳经过的定滑轮上，其输出和可编程控制器PLC连接，通过测量钢丝绳的长度测量抽子运行位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310734994.5A CN104747125A (zh) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310734994.5A CN104747125A (zh) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104747125A true CN104747125A (zh) | 2015-07-01 |
Family
ID=53587304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310734994.5A Pending CN104747125A (zh) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104747125A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106089160A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 延长油田股份有限公司 | 一种智能捞油机闭环控制系统及其控制方法 |
| CN112502698A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-16 | 方永和 | 一种抽油机井变频干扰通信装置及其通信方法 |
-
2013
- 2013-12-27 CN CN201310734994.5A patent/CN104747125A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106089160A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 延长油田股份有限公司 | 一种智能捞油机闭环控制系统及其控制方法 |
| CN106089160B (zh) * | 2016-06-14 | 2018-10-19 | 延长油田股份有限公司 | 一种智能捞油机闭环控制系统及其控制方法 |
| CN112502698A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-16 | 方永和 | 一种抽油机井变频干扰通信装置及其通信方法 |
| CN112502698B (zh) * | 2020-12-21 | 2023-05-26 | 方永和 | 一种抽油机井变频干扰通信装置及其通信方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104747125A (zh) | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 | |
| CN203164663U (zh) | 采油设备的智能保护装置 | |
| CN203570276U (zh) | 间歇抽油控制系统 | |
| CN103676767A (zh) | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 | |
| CN203080569U (zh) | 节能抓斗式挖泥船 | |
| CN203643798U (zh) | 智能间歇提捞式抽油机闭环控制系统 | |
| CN201770439U (zh) | 石油钻机绞车恒功率调速系统 | |
| CN107725011B (zh) | 间歇式抽油机控制设备及抽油系统 | |
| CN103193072A (zh) | Plc控制器控制电路 | |
| CN203239380U (zh) | 皮带自动控制挡风装置 | |
| CN203143598U (zh) | 一种斜井皮带机给煤机自动控制系统 | |
| CN203066978U (zh) | 一种矿山采石串珠绳锯机控制系统 | |
| CN204965133U (zh) | 一种储能式电动修井机电气控制系统 | |
| CN206302506U (zh) | 搭载移动平台的配电房内视觉识别装置 | |
| CN203640657U (zh) | 用于间歇提捞式抽油机的井口保护装置 | |
| CN107082380A (zh) | 一种起重吊装专用的自动润滑安全型的钢丝绳索具 | |
| CN203239294U (zh) | 一种实现抽油机远程启停的装置 | |
| CN2812365Y (zh) | 电缆卷筒变频同步装置 | |
| CN203070038U (zh) | 电动修井机控制系统 | |
| CN204832457U (zh) | 一种基于ZigBee的煤矿三相导步电机监控系统 | |
| CN206009988U (zh) | 一种开卷机与剪切机速度跟随调节系统 | |
| CN101844725B (zh) | 一种起重机械的线路电压降自动检测控制方法 | |
| CN205823240U (zh) | 一种智能捞油机闭环控制系统 | |
| CN205507606U (zh) | 一种风力发电机电压调节系统 | |
| CN203143597U (zh) | 一种plc控制器控制电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150701 |