CN114991712A - 一种油井清蜡智能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种油井清蜡智能控制系统，包括塑壳断路器、电流互感器、电量模块、中频变频器、特种变压器、空气开关、直流电源、触摸屏和温控器；所述塑壳断路器用于闭合或断开供应电能的电路。本发明使用时，操作人员利用触摸屏通过Modbus485通讯查看温控器采集的油井井下温度和电量模块采集的电能，通过触摸屏设定温度波动范围，随后利用触摸屏通过Modbus485通讯控制中频变频器输出值，控制特种变压器输出25V、50V、100V、150V、200V和300V等多个电压，为井下闭合加热回路供电，加热油管使其升温，达到降粘、清除井筒结蜡的目的。

Description

一种油井清蜡智能控制系统
技术领域
本发明属于油井清蜡技术领域，具体来说，涉及一种油井清蜡智能控制系统。
背景技术
目前我国部分油井生产的原油含蜡粘度高，输送过程中需要加热降粘，须对井下油管进行加热，通过热传递加热管内被举升的原油，将原油的粘稠度降低，使原油顺利举升到地面。现有技术中对油管加热进行供电的清蜡装置，采用人工启停清蜡装置，因油田油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，增加工人劳动强度，并且工人无法准确确定油井井下温度，仅凭现场经验启停清蜡装置，造成单井能耗高，影响了原油产量。
发明内容
针对现有油田的油井数量多且分布范围广，采取人工启停清蜡装置增加工人劳动力，单井能耗高，影响了原油产量问题，本发明提供了一种油井清蜡智能控制系统。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种油井清蜡智能控制系统，包括塑壳断路器、电流互感器、电量模块、中频变频器、特种变压器、空气开关、直流电源、触摸屏和温控器；
所述塑壳断路器用于闭合或断开供应电能的电路；
所述电流互感器用于将电路中数值较大的一次电流变比转换为数值较小的二次电流；
所述电量模块用于计量电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率以及电能；
所述中频变频器用于给特种变压器提供中频电源；
所述特种变压器用于输出多个不同等级电压，为井下闭合加热回路供电；
所述空气开关用于接通和断开电路；
所述直流电源用于将电源电压由交流电转换成直流电，给触摸屏供电；
所述触摸屏用于进行参数设定、状态监视以及运行控制的操作；
所述温控器用于实时采集油井井下温度。
进一步地，特种变压器输出电压包括25V、50V、100V、150V、200V和300V。多个电压为井下闭合加热回路供电。
进一步地，塑壳断路器连接中频变频器，中频变频器连接特种变压器，塑壳断路器通过空气开关连接直流电源和温控器。
进一步地，还包括通讯模块，通讯模块为Modbus485通讯模块，直流电源连接触摸屏，触摸屏通过Modbus485通讯模块连接电量模块、中频变频器和温控器。
进一步地，还包括油井液体流动监测模块、网络传输模块和远程自动操作系统；油井液体流动监测模块设置在油井传输管道上，用于将实时检测的油井液体流动速率快慢通过网络传输模块传输至远程自动操作系统，远程自动操作系统自动识别流速大小，判定是否调整特种变压器的电压。
进一步地，远程自动操作系统包括无线网络信号接收模块、信号转换模块、油井液体流速识别模块和判断模块；
无线网络信号接收模块将接收的网络信号通过信号转换模块转换为可识别的电信号或者流速数值信号；
通过油井液体流速识别模块识别上述电信号或者流速数值信号后，将数值信息传输给判断模块；
判断模块与特种变压器通过无线控制电路连接；判断模块预存有与信号转换模块转换后相同格式的油井液体正常流速范围值；若实时上传的流速数值超出该数值范围则远程控制调整特种变压器供电压大小等级。
进一步地，判断模块远程调整特种变压器的调整方法包括步骤：
S1、若流速数值低于判断模块预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器，特种变压器将上调输出电压一个等级；
S2、一段时间后将采集的流速数值进行判断是否恢复正常流速值以内，若流速数值还低于判断模块预设的范围值，则发送控制信号至特种变压器，特种变压器将上调输出电压一个等级将继续上调输出电压一个等级；
S3、若流速数值高于判断模块预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器，特种变压器将下调输出电压一个等级。
本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
通过触摸屏设定温度波动范围，随后利用触摸屏通过Modbus485通讯控制中频变频器输出值，控制特种变压器输出等多个电压，为井下闭合加热回路供电，加热油管使其升温，达到降粘、清除井筒结蜡的目的。
同时当操作人员不在触控屏范围内时，可以通过远程自动操作系统检测和调整油井内液体的正常流速。
附图说明
图1为本发明一种油井清蜡智能控制系统的整体结构框图；
图2为本发明一种油井清蜡智能控制系统的部分控制电路图；
图3为本发明实施例判断模块远程调整特种变压器的调整方法的流程图。
图中标记说明：1-塑壳断路器，2-电流互感器，3-电量模块，4-中频变频器，5-特种变压器，6-空气开关，7-直流电源，8-触摸屏，9-温控器，10-通讯模块，11-油井液体流动监测模块，12-网络传输模块，13-远程自动操作系统，131-无线网络信号接收模块，132-信号转换模块，133-油井液体流速识别模块，134-判断模块。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1和2所示，一种油井清蜡智能控制系统，包括塑壳断路器1、电流互感器2、电量模块3、中频变频器4、特种变压器5、空气开关6、直流电源7、触摸屏8和温控器9；所述塑壳断路器1用于闭合或断开供应电能的电路；以达到停电、供电及转换电路的目的。
所述电流互感器2用于将电路中数值较大的一次电流变比转换为数值较小的二次电流；所述电量模块3用于计量电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率以及电能；所述中频变频器4用于给特种变压器5提供中频电源；所述特种变压器5用于输出多个不同等级电压，为井下闭合加热回路供电；所述空气开关6用于接通和断开电路；所述直流电源7用于将电源电压由交流电转换成直流电，给触摸屏8供电；所述触摸屏8用于进行参数设定、状态监视以及运行控制的操作；所述温控器9用于实时采集油井井下温度。
特种变压器5输出电压包括25V、50V、100V、150V、200V和300V。多个电压为井下闭合加热回路供电。
塑壳断路器1连接中频变频器4，中频变频器4连接特种变压器5，塑壳断路器1通过空气开关6连接直流电源7和温控器9。
还包括通讯模块10，通讯模块10为Modbus485通讯模块10，直流电源7连接触摸屏8，触摸屏8通过Modbus485通讯模块10连接电量模块3、中频变频器4和温控器9。Modbus485通讯模块10搭载了Modbus通讯协议，用于电子控制器上的通用语言。通过协议电量模块3、中频变频器4和温控器9以达到相互通信。同时实现在一个电子控制器的触控屏上实现不同设备的监控。
还包括油井液体流动监测模块11、网络传输模块12和远程自动操作系统13；油井液体流动监测模块11设置在油井传输管道上，用于将实时检测的油井液体流动速率快慢通过网络传输模块12传输至远程自动操作系统13，远程自动操作系统13自动识别流速大小，判定是否调整特种变压器5的电压。
远程自动操作系统13包括无线网络信号接收模块131、信号转换模块132、油井液体流速识别模块133和判断模块134；无线网络信号接收模块131将接收的网络信号通过信号转换模块132转换为可识别的电信号或者流速数值信号；通过油井液体流速识别模块133识别上述电信号或者流速数值信号后，将数值信息传输给判断模块134；判断模块134与特种变压器5通过无线控制电路连接；判断模块134预存有与信号转换模块132转换后相同格式的油井液体正常流速范围值；若实时上传的流速数值超出该数值范围则远程控制调整特种变压器5供电压大小等级。
如图3所示，判断模块134远程调整特种变压器5的调整方法包括步骤：S1、若流速数值低于判断模块134预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器5，特种变压器5将上调输出电压一个等级；S2、一段时间后将采集的流速数值进行判断是否恢复正常流速值以内，若流速数值还低于判断模块134预设的范围值，则发送控制信号至特种变压器5，特种变压器5将上调输出电压一个等级将继续上调输出电压一个等级；直到流速数值达到正常范围以内。S3、若流速数值高于判断模块134预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器5，特种变压器5将下调输出电压一个等级。特种变压器5电压的调整设备可以采用在油井清蜡智能控制系统的特种变压器5电压控制电路上另外连接一个电量控制模块对特种变压器5电压实现电压的调整。
以上对本申请提供的一种油井清蜡智能控制系统进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，包括塑壳断路器(1)、电流互感器(2)、电量模块(3)、中频变频器(4)、特种变压器(5)、空气开关(6)、直流电源(7)、触摸屏(8)和温控器(9)；
所述塑壳断路器(1)用于闭合或断开供应电能的电路；
所述电流互感器(2)用于将电路中数值较大的一次电流变比转换为数值较小的二次电流；
所述电量模块(3)用于计量电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率以及电能；
所述中频变频器(4)用于给特种变压器(5)提供中频电源；
所述特种变压器(5)用于输出多个不同等级电压，为井下闭合加热回路供电；
所述空气开关(6)用于接通和断开电路；
所述直流电源(7)用于将电源电压由交流电转换成直流电，给触摸屏(8)供电；
所述触摸屏(8)用于进行参数设定、状态监视以及运行控制的操作；
所述温控器(9)用于实时采集油井井下温度。
2.根据权利要求1所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，特种变压器(5)输出电压包括25V、50V、100V、150V、200V和300V。
3.根据权利要求1或2所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，塑壳断路器(1)连接中频变频器(4)，中频变频器(4)连接特种变压器(5)，塑壳断路器(1)通过空气开关(6)连接直流电源(7)和温控器(9)。
4.根据权利要求3所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，还包括通讯模块(10)，通讯模块(10)为Modbus485通讯模块(10)，直流电源(7)连接触摸屏(8)，触摸屏(8)通过Modbus485通讯模块(10)连接电量模块(3)、中频变频器(4)和温控器(9)。
5.根据权利要求4所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，还包括油井液体流动监测模块(11)、网络传输模块(12)和远程自动操作系统(13)；油井液体流动监测模块(11)设置在油井传输管道上，用于将实时检测的油井液体流动速率快慢通过网络传输模块(12)传输至远程自动操作系统(13)，远程自动操作系统(13)自动识别流速大小，判定是否调整特种变压器(5)的电压。
6.根据权利要求5所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，远程自动操作系统(13)包括无线网络信号接收模块(131)、信号转换模块(132)、油井液体流速识别模块(133)和判断模块(134)；
无线网络信号接收模块(131)将接收的网络信号通过信号转换模块(132)转换为可识别的电信号或者流速数值信号；
通过油井液体流速识别模块(133)识别上述电信号或者流速数值信号后，将数值信息传输给判断模块(134)；
判断模块(134)与特种变压器(5)通过无线控制电路连接；判断模块(134)预存有与信号转换模块(132)转换后相同格式的油井液体正常流速范围值；若实时上传的流速数值超出该数值范围则远程控制调整特种变压器(5)供电压大小等级。
7.根据权利要求6所述的一种油井清蜡智能控制系统，其特征在于，判断模块(134)远程调整特种变压器(5)的调整方法包括步骤：
S1、若流速数值低于判断模块(134)预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器(5)，特种变压器(5)将上调输出电压一个等级；
S2、一段时间后将采集的流速数值进行判断是否恢复正常流速值以内，若流速数值还低于判断模块(134)预设的范围值，则发送控制信号至特种变压器(5)，特种变压器(5)将上调输出电压一个等级将继续上调输出电压一个等级；
S3、若流速数值高于判断模块(134)预设范围值的最小值，则发送控制信号至特种变压器(5)，特种变压器(5)将下调输出电压一个等级。
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