CN104847309A - 一种电容储能的抽油机电控装置 - Google Patents

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Abstract

一种电容储能的抽油机电控装置，包括自动控制系统、功率平衡单元、回路供电系统、储能系统和安全保障系统；自动控制系统包括中央控制系统和抽油机电动机变频调速系统；功率平衡单元包含信号采集单元、信息处理单元和功率分配单元；回路供电系统包含自动控制系统回路供电系统、功率平衡单元回路供电系统、储能系统回路供电系统、安全保障系统回路供电系统和抽油机电动机主回路供电系统；储能系统包含超级电容组、超级电容充放电系统和超级电容均压保护系统；安全保障系统包含防碰保护系统、过电压过电流保护系统和漏电保护系统。优点是：提高了系统控制的可靠性，保证了井口的安全生产，高速的总线通讯系统提高了系统的运行效率。有效的减少了抽油机的用电量，起到了节能的作用。

Description

一种电容储能的抽油机电控装置
技术领域
本发明涉及一种电容储能电控装置，尤其是一种可以控制抽油机运行的带有电容储能的电控装置。
背景技术
众所周知，目前抽油机的运行需要一套电气控制系统来控制抽油机的上提和下放动作来完成抽油机的工作，抽油机的提杆的过程中，需要电气系统给予电动机能量从而带动抽油杆完成上提动作，抽油机的在放杆的过程中，可以释放出可观的重力势能，目前行业内的抽油机多采用机械平衡块和液压储能的方式，减少工作过程中的能量损耗或者回收下放过程中的能量。由于平衡块的重量和机械结构给抽油机维护工人造成了安全隐患，液压储能系统对于油缸的密封也有着很高的要求，增加了后期工人的维护量。平衡块造成的安全事故和液压系统的后期维护对采油行业的安全稳定生产有着很大的影响。
发明内容
本发明的目的是要提供一种电容储能的抽油机电控装置。
本发明的技术方案包括：一种电容储能的抽油机电控装置，包括自动控制系统、功率平衡单元、回路供电系统、储能系统和安全保障系统；自动控制系统包括中央控制系统和抽油机电动机变频调速系统；功率平衡单元包含信号采集单元、信息处理单元和功率分配单元；回路供电系统包含自动控制系统回路供电系统、功率平衡单元回路供电系统、储能系统回路供电系统、安全保障系统回路供电系统和抽油机电动机主回路供电系统；储能系统包含超级电容组、超级电容充放电系统和超级电容均压保护系统；安全保障系统包含防碰保护系统、过电压过电流保护系统和漏电保护系统。
 所述的超级电容通过功率平衡单元吸收来自于放杆产生的能量。
 所述的超级电容通过井口变压器直接充电。
 所述的超级电容可以释放储存能量用于提杆工况，也可以在人为操作下释放多余电量。
 与现有技术相比，本发明的优点是：中央控制系统通过总线建立与抽油机电动机变频调速系统、功率平衡单元、储能系统、安全保障系统的实时通信；总线通信采用自我校验的办法提高了系统控制的可靠性，总线通讯在安全电压以下，保证了井口的安全生产，高速的总线通讯系统提高了系统的运行效率。功率平衡单元合理平衡来自于井场变压器和储能系统的能量，分配到中央控制系统、变频调速系统和安全保障系统中。功率平衡单元将抽油机放杆过程中产生的能量储存到储能系统中，当抽油机进行提杆工作时，功率平衡单元合理分配储能系统和井口变压器的能量，有效的较少了抽油机的用电量，起到了节能的作用。
附图说明
图1为本发明的连接原理框图。
图中：1为安全保障系统，2为井场变压器，3为功率平衡单元，4为变频调速系统，5为储能系统，6为中央控制系统，7为供电线路，8为控制线路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。
一种电容储能的抽油机电控装置，包括自动控制系统、功率平衡单元、回路供电系统、储能系统和安全保障系统；自动控制系统包括中央控制系统和抽油机电动机变频调速系统；功率平衡单元包含信号采集单元、信息处理单元和功率分配单元；回路供电系统包含自动控制系统回路供电系统、功率平衡单元回路供电系统、储能系统回路供电系统、安全保障系统回路供电系统和抽油机电动机主回路供电系统；储能系统包含超级电容组、超级电容充放电系统和超级电容均压保护系统；安全保障系统包含防碰保护系统、过电压过电流保护系统和漏电保护系统。
所述的超级电容通过功率平衡单元吸收来自于放杆产生的能量。所述的超级电容通过井口变压器直接充电。所述的超级电容可以释放储存能量用于提杆工况，也可以在人为操作下释放多余电量。
中央控制系统通过总线建立与抽油机电动机变频调速系统、功率平衡单元、储能系统、安全保障系统的实时通信；中央控制系统通过与抽油机电动机变频调速系统的通讯完成为提升和下放抽油杆提供动力的电动机的转速和转矩的实时控制，也可通过中央控制系统的触摸屏对电动机的工作进行人为干预。总线通信采用自我校验的办法提高了系统控制的可靠性，总线通讯在安全电压以下，保证了井口的安全生产，高速的总线通讯系统提高了系统的运行效率。
功率平衡单元合理平衡来自于井场变压器和储能系统的能量，分配到中央控制系统、变频调速系统和安全保障系统中。抽油机在放杆过程中，电动机处于倒发电状态，电量经过变频器整流吸收电路到达直流母线，然后经过功率平衡单元，功率平衡单元将抽油机放杆过程中产生的能量储存到储能系统的超级电容器中，超级电容充电系统工作，超级电容的均压保护电路合理将电量分配给每一个超级电容器，并保护单台超级电容器在安全电压范围内工作。当抽油机进行提杆工作时，功率平衡单元合理分配储能系统和井口变压器的能量，有效的减少了抽油机的用电量，起到了节能的作用。
当超级电容组能量不足时，系统可以从井口变压器取电，直接通过超级电容器的充电系统给超级电容组充电。当抽油机需要停机维护时，可以通过超级电容器的放电系统单独放出剩余电量，保证维修过程的安全。
安全保障系统通过设置于抽油机拉绳上的拉绳编码器完成油杆的精确定位，在发生位置异常的情况下，将位置信息反馈给中央控制系统，从而保护抽油机整个工作过程的安全。同时在供电回路设置了电压和电流互感器，以及漏电保护器，将信号送与中央控制系统，在电控系统出现过电压、过电流和漏电请突发情况时给予合理的保护。

Claims (4)

1.一种电容储能的抽油机电控装置，包括自动控制系统、功率平衡单元、回路供电系统、储能系统和安全保障系统；其特征在于：自动控制系统包括中央控制系统和抽油机电动机变频调速系统；功率平衡单元包含信号采集单元、信息处理单元和功率分配单元；回路供电系统包含自动控制系统回路供电系统、功率平衡单元回路供电系统、储能系统回路供电系统、安全保障系统回路供电系统和抽油机电动机主回路供电系统；储能系统包含超级电容组、超级电容充放电系统和超级电容均压保护系统；安全保障系统包含防碰保护系统、过电压过电流保护系统和漏电保护系统。
2.根据权利要求1所述的一种电容储能的抽油机电控装置，其特征在于：所述的超级电容通过功率平衡单元吸收来自于放杆产生的能量。
3.根据权利要求1所述的一种电容储能的抽油机电控装置，其特征在于：所述的超级电容通过井口变压器直接充电。
4.根据权利要求1所述的一种电容储能的抽油机电控装置，其特征在于：所述的超级电容可以释放储存能量用于提杆工况，也可以在人为操作下释放多余电量。
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