CN107091071A - 抽油机、抽油机驱动电机的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽油机、抽油机驱动电机的控制方法及装置，该方法包括：控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量；当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档；获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率。本发明能够避免抽油机采油过程中的能量浪费，节约电能。

Description

抽油机、抽油机驱动电机的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及抽油机领域，尤其涉及一种抽油机驱动电机的控制方法及装置、抽油机。

背景技术

现有的抽油机在出厂设计时，都是设定以固定的工频运行，以保证较高的产油量。在油井开采前期储油量大，供液足，采用工频运行，确实能够提高功效，保证较高的产油量。但是，在油井的中、后期，由于石油储量减少，易造成供液不足，抽油机若仍然工作在工频状态，势必会浪费电能而造成不必要的损耗。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种抽油机驱动电机的控制方法，旨在避免抽油机采油过程中的能量浪费，节约电能。

为了实现上述目的，本发明提供一种抽油机驱动电机的控制方法，所述抽油机驱动电机的控制方法包括以下步骤：

控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量；

当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档；

获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率。

优选地，执行所述控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量的步骤之前还包括：

选定一预设油量，并将所述预设油量划分为油量依次递减的多个所述阈值档，每一所述阈值档对应一抽油机驱动电机转速和一电源输出功率，该电源输出功率为驱动所述驱动电机处于所述抽油机驱动转速时的最小输出功率。

优选地，所述将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率包括：

根据获取的所述抽油机驱动电机转速确定对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

将抽油机驱动电机的当前电源输出功率调整为所述抽油机驱动电机的电源输出功率。

优选地，所述当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档的步骤还包括：

若在预设时间段内所获取的抽油机采油油井的当前油量未匹配到相应的阈值档时，则发出报警信号。

优选地，所述预设时间段小于或等于1小时。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种抽油机驱动电机的控制装置，所述抽油机驱动电机的控制装置包括：MCU以及存储在所述MCU内并可在所述MCU上运行的抽油机驱动电机的控制程序，其中，所述抽油机驱动电机的控制程序被所述MCU执行时实现以下步骤：

控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量；

当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档；

获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种抽油机，所述抽油机包括如上所述的抽油机驱动电机的控制装置，具体不再赘述。

本发明通过获取抽油机采油油井的当前油量，当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档，获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率，将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率，如此，在保证在抽取油石油的同时，避免电能浪费，实现电能的节约。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明抽油机驱动电机的控制方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明抽油机驱动电机的控制方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明抽油机驱动电机的控制方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种抽油机驱动电机的控制方法，该抽油机驱动电机的控制方法主要应用于石油采集的抽油机中，用于解决抽油机采油过程中的能量浪费的问题，从而节约电能。

参照图1，在一实施例中，该抽油机驱动电机的控制方法包括以下步骤：

步骤S10，控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量；

具体地，本实施例抽油机驱动电机的控制方法，在油井开采前期储油量大，供液足，控制抽油机的驱动电机以工频运行，保证较高的功效，进而保证较高的产油量。但是，在油井的中、后期，由于石油储量减少，易造成供液不足，抽油机若仍然工作在工频状态，势必会浪费电能而造成不必要的损耗。由此，本实施例通过定时或者实时监测抽油机采油油井的油量，进而准确及时获取抽油机采油油井的当前油量，并根据抽油机采油油井的当前油量去调节驱动电机的输出功率，实现驱动电机的变频控制，如此，使得在同等负载下减少电能损耗。

可以理解的是，抽油机采油油井的当前油量可以通过专用的石油储量勘探仪器获取，也可以是第一次勘探该油井总量后，通过软件根据单位时间抽取的石油量和抽油机的工作时长计算已抽取的石油总量，然后将油井总量减去已抽取的石油总量得到油井的剩余石油总量，也即抽油机采油油井的当前油量。

步骤S20，当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档；

具体地，本实施例中，可以根据油井开采经验和实际需要预先设定一个油量参考值，在所开采的油井的油量达到该油量参考值时，即确定油井开采进入中后期，需要控制抽油机降频，且以适合的较低频率运行，以避免驱动电机功耗高而产能不足，即“大车拉小马”的情况出现。本实施例中，进一步设置油量档位，即不同油量对应不同的阈值档，并且每一阈值档对应一电源输出功率。

步骤S30，获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

具体地，本实施例中，每一阈值档对应一电源输出功率，即油量较多的对应阈值档同时对应一较高的电源输出功率，油量较小的对应阈值档则同时对应一较少的电源输出功率，如此，按照油量的大小逐级设置多个油量档位，这样在获取到抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档时，则可以通过映射或者查表获得对应的抽油机驱动电机的电源输出功率。

步骤S40，将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率。

具体地，本实施例中，当通过映射或者查表获得对应的抽油机驱动电机的电源输出功率时，可以直接将抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率而控制驱动电机运行，可以保证在抽取油石油的同时，避免电能浪费，实现节能，由于石油采集是一场长期的工作，因此，采用本实施例方法能够大大节约电能。

本实施例抽油机驱动电机的控制方法通过获取抽油机采油油井的当前油量，当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档，获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率，将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率，如此，在保证在抽取油石油的同时，避免电能浪费，实现电能的节约。

进一步地，参照图2，基于本发明抽油机驱动电机的控制方法第一实施例，在本发明抽油机驱动电机的控制方法第二实施例中，上述步骤S10之前还包括：

步骤S50，选定一预设油量，并将所述预设油量划分为油量依次递减的多个所述阈值档，每一所述阈值档对应一抽油机驱动电机转速和一电源输出功率，该电源输出功率为驱动所述驱动电机处于所述抽油机驱动转速时的最小输出功率。

具体地，本实施例中，可以根据油井开采的较普遍实际情况，预先测量出在油井开采剩余固定的量时，抽油机驱动电机若还采用工频运行，则会导致产能下降时，以表示该油井进入中期或者后期时，如果继续控制驱动电机保持工频运行，则会浪费电能时，则将该油量值设置为本实施例中的预设油量，同时该预设油量也可作为步骤S20中的预设油量。然后，再将该预设油量划分为油量依次递减的多个所述阈值档，例如油井石油总储量为10万吨，预设油量为5万吨，那么可以将5万吨划分为4万吨、3万吨、2万吨、1万吨等5个档位，当然还可以划分为更多的档位，以尽量使得每一所述阈值档对应下的电源输出功率驱动所述驱动电机处于所述抽油机驱动转速时的最小输出功率，如此实现在同等负载下，最大化节能效果。需要说明的是，该例子只是举例说明本实施例的思想，与实际不一定相符，并不限定实际就是如此。

进一步地，参照图3，基于本发明抽油机驱动电机的控制方法第一或第二实施例，在本发明抽油机驱动电机的控制方法第三实施例中，上述步骤S40包括：

步骤S41，根据获取的所述抽油机驱动电机转速确定对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

步骤S42，将抽油机驱动电机的当前电源输出功率调整为所述抽油机驱动电机的电源输出功率。

本实施例中，预设多个抽油机驱动电机转速和对应数量的抽油机驱动电机的电源输出功率进行关联，其中抽油机驱动电机的电源输出功率由抽油机驱动电机电源的直流母线电压和输出电流决定，也就是说，控制驱动电机电源的直流母线电压和输出电流就可以控制驱动电机的电源输出功率，进而可以控制驱动电机的转速。当然要获得抽油机驱动电机的当前电源输出功率，也可以通过检测驱动电机电源的直流母线电压和输出电流实现。

需要说明的是，本实施例采用控制驱动电机电源的直流母线电压和输出电流的大小来控制电机转速，继而实现对抽油机的节能控制，方法简单，控制成本低。

进一步地，基于本发明抽油机驱动电机的控制方法第一至第三实施例中的任一实施例，在本发明抽油机驱动电机的控制方法第四实施例中，上述步骤S30还包括：

若在预设时间段内所获取的抽油机采油油井的当前油量未匹配到相应的阈值档时，则发出报警信号。

本实施例中，预设时间段的大小不限，可以是半个小时、一个小时或者3个小时等，优选地，预设时间段小于或等于1小时，可以相对及时的提醒用户及时处理，以保证抽油机的节能效果。其中，报警信号可以是声音信号或者灯光信号，也可以是声光一体信号，或者是通过无线网络传输给用户终端或者是用户的便携终端。

本发明还提供一种抽油机驱动电机的控制装置，在一实施例中，该抽油机驱动电机的控制装置包括MCU以及存储在所述MCU内并可在所述MCU上运行的抽油机驱动电机的控制程序。

本实施例中，所述抽油机驱动电机的控制程序被所述MCU执行时实现如上述实施例所述的抽油机驱动电机的控制方法的步骤，此处不再赘述。

本实施例抽油机驱动电机的控制装置通过获取抽油机采油油井的当前油量，当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档，获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率，将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率，如此，在保证在抽取油石油的同时，避免电能浪费，实现电能的节约。

本发明还提供一种抽油机，该抽油机包括抽油机驱动电机的控制装置，该抽油机驱动电机的控制装置的结构的工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的抽油机采用了上述抽油机驱动电机的控制装置的技术方案，因此该抽油机具有上述抽油机驱动电机的控制装置所有的有益效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种抽油机驱动电机的控制方法，其特征在于，所述抽油机驱动电机的控制方法包括以下步骤：

控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量；

当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档；

获取抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率。

2.如权利要求1所述的抽油机驱动电机的控制方法，其特征在于，执行所述控制抽油机驱动电机按照工频运行，并获取抽油机采油油井的当前油量的步骤之前还包括：

选定一预设油量，并将所述预设油量划分为油量依次递减的多个所述阈值档，每一所述阈值档对应一抽油机驱动电机转速和一电源输出功率，该电源输出功率为驱动所述驱动电机处于所述抽油机驱动转速时的最小输出功率。

3.如权利要求1所述的抽油机驱动电机的控制方法，其特征在于，所述将获取的所述抽油机驱动电机的电源输出功率设为该抽油机驱动电机的当前电源输出功率包括：

根据获取的所述抽油机驱动电机转速确定对应的抽油机驱动电机的电源输出功率；

将抽油机驱动电机的当前电源输出功率调整为所述抽油机驱动电机的电源输出功率。

4.如权利要求1至3中任一项所述的抽油机驱动电机的控制方法，其特征在于，所述当抽油机采油油井的当前油量低于预设油量时，确定抽油机采油油井的当前油量所匹配的阈值档的步骤还包括：

若在预设时间段内所获取的抽油机采油油井的当前油量未匹配到相应的阈值档时，则发出报警信号。

5.如权利要求4所述的抽油机驱动电机的控制方法，其特征在于，所述预设时间段小于或等于1小时。

6.一种抽油机驱动电机的控制装置，其特征在于，所述抽油机驱动电机的控制装置包括MCU以及存储在所述MCU内并可在所述MCU上运行的抽油机驱动电机的控制程序，其中，所述抽油机驱动电机的控制程序被所述MCU执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的抽油机驱动电机的控制方法的步骤。

7.一种抽油机，其特征在于，所述抽油机包括权利要求6所述的抽油机驱动电机的控制装置。