CN108204222A - 一种注水井保温房温控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水井保温房温控装置及方法，属于注水井保温技术领域。该装置包括：设置在保温房内的控制箱、电加热器、电源；设置在控制箱箱体内的交流接触器、温控器，以及与温控器电连接的温度传感器；电源的输出端、交流接触器的主触点、电加热器、电源的输入端通过电缆串联；温控器的两端通过电缆分别与输入端，以及输出端与主触点之间的电缆电连接；交流接触器的线圈通过电缆与温控器的常开触点串联，然后与温控器并联；温度传感器接收温度信号并传递给温控器，温控器处理温度信号并使常开触点闭合或者断开，线圈通电或断电，以使主触点闭合或断开，进而电加热器开始或停止加热。该装置可自动化、节能的控制保温房内的温度在预设范围内。

Description

一种注水井保温房温控装置及方法

技术领域

本发明涉及注水井保温技术领域，特别涉及一种注水井保温房温控装置。

背景技术

油田中均设置有注水井，用于对储油层注水，提高储油层的渗透性能，进而提高原油的开采效率。但油田一般均设置在野外，尤其是设置在高寒地区的油田处于野外无人区，对注水井井口的设备和管线实施防冻保温等维护比较困难。目前，可通过将保温房套装在注水井井口上来对井口的设备和管线进行保温，以避免相应的设备和管线被冻坏。然而高寒地区昼夜温差大，温差可达50-60℃，仅仅通过保温房自身的保温作用不能防止冻坏注水井井口的设备和管线，这给油田企业带来经济损失，因此，提高保温房的保温效果是十分必要的。

现有技术通过将电伴热带缠绕在注水井井口的设备和管线上，以防止相应的设备和管线被冻坏。其中，电伴热带是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成，能随着被加热体系的温度变化而自动调节输出功率，自动限制加热的温度。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的方法中的电伴热带安装使用不当会起火，存在严重的安全隐患。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种使用安全，且能够自动化地对注水井井口的设备和管线保温的注水井保温房温控装置及方法。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种注水井保温房温控装置，所述装置包括：设置在保温房内的控制箱、电加热器、电源；所述控制箱包括箱体，设置在所述箱体内的交流接触器、温控器，以及设置在所述箱体外并与所述温控器上的信号接头电连接的温度传感器；所述电源的输出端、所述交流接触器的主触点、所述电加热器、所述电源的输入端通过电缆串联；所述温控器的两端通过电缆分别与所述输入端，以及所述输出端与所述主触点之间的电缆电连接；所述交流接触器的线圈通过电缆与所述温控器的常开触点串联，然后与所述温控器并联；所述温度传感器实时接收温度信号，并将所述温度信号传递给所述温控器，所述温控器处理所述温度信号，并对所述常开触点发出闭合或者断开的控制指令，使所述线圈通电或者断电，进而使所述主触点闭合或者断开，进而使所述电加热器通电加热或者断电停止加热，使所述保温房内的温度在预设范围内。

具体地，作为优选，所述保温房内温度的预设范围为5℃-10℃。

具体地，作为优选，所述控制箱还包括漏电断路器，设置在所述输出端和所述主触点之间的电缆与所述温控器电连接的接点与所述输出端之间的电缆上。

具体地，作为优选，将并联的所述温控器和所述线圈与所述漏电断路器进行电连接的电缆上设置有熔断器。

具体地，作为优选，所述控制箱还包括通过电缆与所述熔断器的输出端和与所述电源的输入端电连接的电源指示灯；所述电源指示灯设置在所述箱体的外壁上。

具体地，作为优选，所述控制箱还包括加热指示灯，所述加热指示灯通过电缆与所述交流接触器的辅助触点串联，然后通过电缆与所述线圈并联；所述加热指示灯设置在所述箱体的外壁上。

具体地，作为优选，所述控制箱还包括设置在所述温控器上的报警器件。

具体地，作为优选，所述电源输出220V交流电。

第二方面，本发明实施例还提供了利用上述装置控制保温房内的温度在预设范围内的方法，所述方法包括：

当保温房内的温度低于预设温度范围时，温度传感器将采集的低温信号传递给温控器，所述温控器接收并处理所述低温信号，然后给予所述常开触点闭合的控制指令，所述常开触点闭合，交流接触器的线圈通电，由于电磁力作用，所述交流接触器的主触点闭合，电源供电给电加热器，所述电加热器开始加热；当所述保温房内的温度处于所述预设温度范围内时，所述电加热器继续加热；当所述保温房内的温度高于所述预设温度范围时，所述温度传感器将采集的高温信号传递给所述温控器，所述温控器接收并处理所述高温信号，然后给予所述常开触点断开的控制指令，所述常开触点断开，所述线圈中无电流流通，由于电磁力作用，所述主触点断开，所述电源停止供电给所述电加热器，所述电加热器停止加热。

具体地，作为优选，所述方法还包括：当所述线圈通电时，所述交流接触器的辅助触点闭合，加热指示灯发光；当所述线圈不通电时，所述辅助触点断开，所述加热指示灯不发光。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的注水井保温房温控装置，通过设置控制箱内的温控器和温度传感器，便于温度传感器接收温度信号并传递给温控器进行处理，以向常开触点发出闭合或断开的控制指令，以使交流接触器的线圈中通电或者断电，进而使主触点闭合或者断开，以控制电源是否对电加热器供电。可见，本发明实施例提供的装置能够自动控制加热，以使保温房内的温度在预设范围内，防止注水井井口的设备和管线被冻坏，而且在高于预设温度范围时，电源停止对电加热器供电，起到节能的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的注水井保温房温控装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的控制箱内的电路原理图。

其中，附图标记分别表示：

1 控制箱，

2 电加热器，

3 电源，

301 输出端，

302 输入端，

4 交流接触器，

401 主触点，

402 线圈，

403 辅助触点，

5 温控器，

501 常开触点，

6 温度传感器，

7 漏电断路器，

8 熔断器，

9 电源指示灯，

10 加热指示灯。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种注水井保温房温控装置，如附图1所示，该装置包括：设置在保温房内的控制箱1、电加热器2、电源3。如附图2所示，控制箱1包括箱体，设置在箱体内的交流接触器4、温控器5，以及设置在箱体外并与温控器5上的信号接头电连接的温度传感器6；电源3的输出端301、交流接触器4的主触点401、电加热器2、电源3的输入端302通过电缆串联；温控器5的两端通过电缆分别与输入端302，以及输出端301与主触点401之间的电缆电连接；交流接触器4的线圈402通过电缆与温控器5的常开触点501串联，然后与温控器5并联；温度传感器6实时接收温度信号，并将温度信号传递给温控器5，温控器5处理温度信号，并对常开触点501发出闭合或者断开的控制指令，使线圈402通电或者断电，进而使主触点401闭合或者断开，进而使电加热器2通电加热或者断电停止加热，使保温房内的温度在预设范围内。

以下就本发明实施例提供的注水井保温房温控装置的工作原理给予描述：

温度传感器6实时接收保温房内的温度信号，并将温度信号传递给温控器5，温控器5处理温度信号，并向常开触点501发出控制指令。在温控器5中设定温度阈值(即预设温度范围)，当保温房内的温度信号低于该预设范围的温度时，温控器5处理由温度传感器6传递的低温信号，然后向常开触点501发出闭合的控制指令，常开触点501闭合，交流接触器4的线圈402通电，线圈402通电后产生磁力，使主触点401闭合，则电源3可对电加热器2供电，电加热器2开始加热，保温房内的温度逐渐升高。当保温房内的温度高于预设范围的温度时，温度传感器6将接收的高温信号传递给温控器5，温控器5处理该高温信号，然后向常开触点501发出断开的控制指令，常开触点501断开，交流接触器4的线圈402内无电流流通，线圈402产生的磁力消失，使主触点401断开，则电源3停止对电加热器2供电，电加热器2停止加热，保温房内的温度不再升高，直至保温房内的温度再次低于预设范围的温度时，注水井保温房温控装置重复上述过程，使保温房内的温度在预设范围温度内。

基于上述可知，本发明实施例提供的注水井保温房温控装置，通过设置控制箱1内的温控器5和温度传感器6，便于温度传感器6接收温度信号并传递给温控器5进行处理，以向常开触点501发出闭合或断开的控制指令，以使交流接触器4的线圈402中通电或者断电，进而使主触点401闭合或者断开，以控制电源3是否对电加热器2供电。可见，本发明实施例提供的装置能够自动控制加热，以使保温房内的温度在预设范围内，防止注水井井口的设备和管线被冻坏，而且在高于预设温度范围时，电源3停止对电加热器2供电，起到节能的作用。

本领域技术人员需要理解的是，交流接触器4包括主触点401、线圈402和辅助触点403，线圈402内设置有静铁芯，静铁芯与主触点401的一个触片为机械联动关系，动铁芯与静铁芯相对设置，且动铁芯的背面连接有弹簧，动铁芯与主触点401的另一个触片为机械联动关系。当交流接触器4中的线圈402通电时，套在线圈402内的静铁芯将产生电磁吸力，以吸引动铁芯，动铁芯会带动该主触点401上与其机械联动的触片运行，以与主触点401上与静铁芯机械联动的触片闭合，从而接通电源3。当线圈402断电时，吸力消失，动铁芯依靠弹簧的反作用力与静铁芯分离，以使主触点401的两个触片相互分离，即主触点401断开，切断电源3。

在图2中，为了突出本发明需要保护的连接关系，并没有将本领域公知的主触点401与线圈402的连接关系用线条示出。同样地，交流接触器4中还设置有辅助触点403，辅助触点403的两个触片分别与静铁芯和动铁芯机械联动，当线圈402通电或断电时，与上述过程相同，动铁芯带动辅助触点403的触片与静铁芯带动的辅助触点403的触片闭合或断开，以通电或者断电。同样地，为了突出本发明需要保护的连接关系，没有将本发明公知的辅助触点403和线圈402的连接关系在图2中示出。在本发明实施例中，交流接触器4为由正泰电器股份有限公司销售的CJX2-1210/AC220V型号的交流接触器。

温度传感器6为铂电阻温度传感器，温度发生变化时，铂电阻传感器随温度变化电阻值发生变化，温度传感器6将变化的电阻信号传递给温控器5，温控器5接收电阻的变化信号后，换算成温度值进行显示。本领域技术人员可以理解的是，图2中的温控器5可以理解为温控器的控制电路板，其与常开触点501通过导线电连接，温控器5的控制电路板接收温度信号，并将该温度信号与设定温度范围相比较，并根据比较结果选择向常开触点501发出不同的指令。为了突出本发明需要保护的连接关系，没有将本发明公知的常开触点501和温控器5之间的连接关系在图2中示出。本发明实施例提供的温控器5可以为由安徽国华电气有限公司销售的XMT804型号的温控器(又称XMT804温控仪、XMT804温控表)。

具体地，在本发明实施例中，保温房内温度的预设范围为5℃-10℃，在此温度范围内可保证注水井井口的设备和管线不被冻坏，以正常运行，且该预设温度范围的温度不高，避免了电能的浪费。

具体地，如附图2所示，在本发明实施例中，控制箱1还包括漏电断路器7，设置在输出端301和主触点401之间的电缆与温控器5电连接的接点与输出端301之间的电缆上。设置漏电断路器7，可用来分配电能，使由电源3输出的电能主要用于电加热器2的加热，部分电能用于温控器5和线圈402。当某一装置发生严重的过载或者整个回路中出现短路等故障时，漏电断路器7能够自动断电，以避免相应回路上的装置烧坏。在本发明实施例中，漏电断路器7为由正泰电器股份有限公司销售的DZ47LE-16/2P型号的漏电断路器。

具体地，如附图2所示，在本发明实施例中，将并联的温控器5和线圈402与漏电断路器7进行电连接的电缆上设置有熔断器8，用于保护温控器5和交流接触器4的线圈402，当由电源3输入温控器5和线圈402的电流超过预定电流时，熔断器8将电路断开，以避免温控器5和线圈402被烧毁。

具体地，如附图2所示，在本发明实施例中，控制箱1还包括通过电缆与熔断器8的输出端和电源3的输入端302电连接的电源指示灯9，该电源指示灯9设置在箱体的外壁上。当熔断器8没有切断电路时，电源指示灯9内有电流流通，处于发光状态，以使工作人员能够知晓温控器5、交流接触器4处于正常的工作状态，当熔断器8切断电路时，电源指示灯9内无电流流通，不处于发光状态，此时工作人员通过电源指示灯9便可知晓温控器5、交流接触器4内无电流流通，不处于工作状态。

进一步地，如附图2所示，在本发明实施例中，控制箱1还包括加热指示灯10，加热指示灯10通过电缆与交流接触器4的辅助触点403串联，然后通过电缆与线圈402并联，且该加热指示灯10设置在箱体的外壁上。当线圈402通电时，在电磁力的作用下，主触点401和辅助触点403均闭合，以使电加热器2和加热指示灯10工作，即电加热器2加热，加热指示灯10发光，然后通过加热指示灯10发光便可知晓电加热器2处于加热的工作状态；当线圈402不通电时，电磁力消失，主触点401和辅助触点403均断开，此时电加热器2和加热指示灯10内无电流流通，电加热器2停止加热，加热指示灯10不发光，通过加热指示灯10的不发光状态便可得知电加热器2未处于加热状态。

具体地，在本发明实施例中，控制箱1还包括设置在温控器5上的报警器件。当温控器5或者交流接触器4不能正常工作时，即电加热器2一直加热或者不加热，保温房内的温度将过高或者过低，当达到预设报警温度时，报警器件将会报警，以警示工作人员控制箱1发生故障。其中，报警器件为本领域常见的发光报警器、发声报警器或者声光报警器等。

具体地，在本发明实施例提供的装置中，电源3输出220V交流电，以满足各个工作部件的正常运行。

第二方面，本发明还提供了利用上述装置控制保温房内的温度在预设温度范围内的方法，该方法包括：

当保温房内的温度低于预设温度范围时，温度传感器6将采集的低温信号传递给温控器5，温控器5接收并处理低温信号，然后给予常开触点501闭合的控制指令，常开触点501闭合，交流接触器4的线圈402通电，由于电磁力作用，交流接触器4的主触点401闭合，电源3供电给电加热器2，电加热器2开始加热。

当保温房内的温度处于预设温度范围内时，电加热器2继续加热。

当保温房内的温度高于预设温度范围时，温度传感器6将采集的高温信号传递给温控器5，温控器5接收并处理高温信号，然后给予常开触点501断开的控制指令，常开触点501断开，交流接触器的线圈402中无电流流通，由于电磁力作用，交流接触器4的主触点401断开，电源3停止供电给电加热器2，电加热器2停止加热。

上述方法能够自动化、高效节能的控制保温房内的温度，避免注水井井口的设备和管线冻坏，可大规模地推广使用。

具体地，本发明实施例提供的上述方法还包括：当交流接触器4的线圈402通电时，交流接触器4的辅助触点403闭合，加热指示灯10通电，加热指示灯10发光，此时交流接触器4的主触点401闭合，电加热器2处于加热的工作状态，工作人员根据发光的指示灯可以判断电加热器2处于加热的工作状态。当交流接触器4的线圈402不通电时，交流接触器4的辅助触点403断开，加热指示灯10断电，加热指示灯10不发光，此时交流接触器4的主触点401也断开，电加热器2未处于加热状态，工作人员可根据指示灯不发光判断电加热器2未处于加热状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注水井保温房温控装置，其特征在于，所述装置包括：设置在保温房内的控制箱(1)、电加热器(2)、电源(3)；

所述控制箱(1)包括箱体，设置在所述箱体内的交流接触器(4)、温控器(5)，以及设置在所述箱体外并与所述温控器(5)上的信号接头电连接的温度传感器(6)；

所述电源(3)的输出端(301)、所述交流接触器(4)的主触点(401)、所述电加热器(2)、所述电源(3)的输入端(302)通过电缆串联；

所述温控器(5)的两端通过电缆分别与所述输入端(302)，以及所述输出端(301)与所述主触点(401)之间的电缆电连接；

所述交流接触器(4)的线圈(402)通过电缆与所述温控器(5)的常开触点(501)串联，然后与所述温控器(5)并联；

所述温度传感器(6)实时接收温度信号，并将所述温度信号传递给所述温控器(5)，所述温控器(5)处理所述温度信号，并对所述常开触点(501)发出闭合或者断开的控制指令，使所述线圈(402)通电或者断电，进而使所述主触点(401)闭合或者断开，进而使所述电加热器(2)通电加热或者断电停止加热，使所述保温房内的温度在预设范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保温房内温度的预设范围为5℃-10℃。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制箱(1)还包括漏电断路器(7)，设置在所述输出端(301)和所述主触点(401)之间的电缆与所述温控器(5)电连接的接点与所述输出端(301)之间的电缆上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，将并联的所述温控器(5)和所述线圈(402)与所述漏电断路器(7)进行电连接的电缆上设置有熔断器(8)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制箱(1)还包括通过电缆与所述熔断器(8)的输出端和与所述电源(3)的输入端(302)电连接的电源指示灯(9)；

所述电源指示灯(9)设置在所述箱体的外壁上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制箱(1)还包括加热指示灯(10)，所述加热指示灯(10)通过电缆与所述交流接触器(4)的辅助触点(403)串联，然后通过电缆与所述线圈(402)并联；

所述加热指示灯(10)设置在所述箱体的外壁上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制箱(1)还包括设置在所述温控器(5)上的报警器件。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源(3)输出220V交流电。

9.利用权利要求1-8任一项所述的装置控制保温房内的温度在预设范围内的方法，其特征在于，所述方法包括：

当保温房内的温度低于预设温度范围时，温度传感器(6)将采集的低温信号传递给温控器(5)，所述温控器(5)接收并处理所述低温信号，然后给予所述常开触点(501)闭合的控制指令，所述常开触点(501)闭合，交流接触器(4)的线圈(402)通电，由于电磁力作用，所述交流接触器(4)的主触点(401)闭合，电源(3)供电给电加热器(2)，所述电加热器(2)开始加热；

当所述保温房内的温度处于所述预设温度范围内时，所述电加热器(2)继续加热；

当所述保温房内的温度高于所述预设温度范围时，所述温度传感器(6)将采集的高温信号传递给所述温控器(5)，所述温控器(5)接收并处理所述高温信号，然后给予所述常开触点(501)断开的控制指令，所述常开触点(501)断开，所述线圈(402)中无电流流通，由于电磁力作用，所述主触点(401)断开，所述电源(3)停止供电给所述电加热器(2)，所述电加热器(2)停止加热。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述线圈(402)通电时，所述交流接触器(4)的辅助触点(403)闭合，加热指示灯(10)发光；

当所述线圈(402)不通电时，所述辅助触点(403)断开，所述加热指示灯(10)不发光。