CN115498764A - 一种具有电力控制系统的油井控制柜 - Google Patents

Abstract

本发明属于控制柜技术领域，具体是一种具有电力控制系统的油井控制柜，包括油井控制柜本体，油井控制柜本体由油井控制柜柜体和油井电力控制平台组成，油井控制柜柜体上安装有自动封孔灭火机构，油井电力控制平台通信连接电力数据存储单元、油井设备标定单元、油井运行故障监测单元、设备运行效能反馈单元以及检修分析选中单元；本发明是通过油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，通过设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析，对油井设备的安全、稳定、高效运行起到保障作用，且能够对油井控制柜柜体内进行实时火情监测并及时扑灭火苗，提高油井控制柜柜体的安全性能。

Description

一种具有电力控制系统的油井控制柜

技术领域

本发明涉及控制柜技术领域，具体是一种具有电力控制系统的油井控制柜。

背景技术

油井控制柜是用于保证油井安全生产的控制设备，用于对一组或多组油井设备进行控制，是油井安全生产以及油井自动化控制的重要组成结构，在公开号为CN114243500A的中国专利中公开了一种具有电力系统控制的油井控制柜，包括有控制柜外壳和安装板，安装板设置于控制柜外壳内，安装板表面铺设有控制器，解决了油井控制柜在受到震动影响时，控制柜内部控制模块容易从控制柜内壁脱落的问题，但在实际使用过程中还存在以下问题：

在油井设备的运行过程中，油井控制柜仅能对油井设备进行控制，却无法对油井设备所涉及的电力线路进行监管，无法及时且准确反馈油井设备在运行过程中所出现的电力故障，导致油井设备运行过程的安全性难以得到有效保障，管理人员无法掌握各组油井设备的电力故障信息和每日的效能信息，难以及时对油井设备的电力线路状况和设备状况进行检修，油井设备的高效运行难以持续，且不能对柜内环境进行监测，难以及时发现内部火情并自动扑灭，油井控制柜的安全性也无法得到保障；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有电力控制系统的油井控制柜，解决了现有油井控制柜无法对油井设备所涉及的电力线路进行监管，管理人员无法掌握各组油井设备的电力故障信息和每日的效能信息，难以及时对油井设备的电力线路状况和设备状况进行检修，油井设备的高效运行难以持续，且难以及时发现内部火情并自动扑灭，油井控制柜的安全性无法得到保障的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有电力控制系统的油井控制柜，包括油井控制柜本体，油井控制柜本体由油井控制柜柜体和油井电力控制平台组成，所述油井控制柜柜体的底部通过螺栓固定设置柜体稳定座，且柜体稳定座的底部四个拐角处固定设置柜体支脚，所述油井控制柜柜体的顶部固定设置安装箱，所述油井控制柜柜体的两侧均开设有多组条形散热口，且油井控制柜柜体上安装有自动封孔灭火机构；所述油井电力控制平台通信连接火情监测警报单元，且火情监测警报单元控制连接自动封孔灭火机构；

所述油井电力控制平台通信连接电力数据存储单元、油井设备标定单元、油井运行故障监测单元、设备运行效能反馈单元以及检修分析选中单元；其中，所述油井设备标定单元对油井控制柜本体所控制的若干油井设备、油井设备所对应的若干电力线路和电力线路上的若干分析位点进行标记；所述油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，在油井设备运行异常时向油井电力控制平台发送油井设备运行异常信号和对应油井设备；

所述设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析并得到油井设备当日的效能系数，基于油井设备当日的效能系数生成高效油井设备信号或低效油井设备信号，且将高效油井设备信号和对应油井设备或低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台；所述检修分析选中单元在接收到油井设备运行异常信号或低效油井设备信号时进行终端选中分析，确定选中终端并将选中终端发送至油井电力控制平台。

进一步的，所述电力设备标定单元的具体标定过程包括：

获取到由油井控制柜本体进行电力控制的若干油井设备，以及获取到油井设备所对应的若干电力线路；将获取的若干油井设备标定为i，i=1,2,3，……n，且n为正整数，将油井设备的电力线路标记为ik，k=1,2,3，……m，且m为正整数；

在油井设备的电力线路上设置若干分析位点，将电力线路的分析位点标记为iku，u=1,2,3，……h，且h为正整数；将油井设备的标定符号和与其对应的电力线路标定符号以及电力线路的对应分析位点标定符号存储至电力数据存储单元。

进一步的，所述火情监测警报单元对油井控制柜柜体1内的火情状况进行监测并在出现火情时发出反馈信号，火情监测警报单元的具体运行过程包括：

获取到检测时段油井控制柜柜体1内若干位置处的温度数据和烟气浓度数据，将若干位置处的温度数据求和取平均值并标记为温表值WBZ，将若干位置处的烟气浓度数据求和取平均值并标记为烟表值YBZ；

对温表值WBZ和烟表值YBZ赋予权重系数a1和a2，a1、a2均为正数且a1＜a2，将温表值WBZ与权重系数a1乘积和烟表值YBZ与权重系数a2乘积的和值标记为火情系数；通过电力数据存储单元获取到火情阈值，将检测时段的火情系数与火情阈值进行比较；

若检测时段的火情系数超过火情阈值，生成灭火指令并将灭火指令发送至自动封孔灭火机构，自动封孔灭火机构启动并对油井控制柜柜体1内进行灭火，且生成火情警报信号并将火情警报信号发送至油井电力控制平台，油井电力控制平台将火情警报信号发送至对应油井电力监控终端。

进一步的，所述油井控制柜柜体的顶部开设有与安装箱相通的灭火剂播撒口，自动封孔灭火机构包括滑动设置在油井控制柜柜体两侧的可调挡风板和固定设置在安装箱内顶壁的灭火剂储存囊，且灭火剂储存囊为圆状且其底部固定设置灭火剂输出管，灭火剂输出管通过管口封堵组件进行密封；所述可调挡风板上开设有多组通风口，且通风口与条形散热口一一对应；所述柜体稳定座的内部中间位置处通过电机座固定设置驱动电机，且驱动电机的输出端安装有驱动轴；

所述柜体稳定座的两侧通过轴承转动设置传动中转杆，且驱动轴远离驱动电机的一端通过驱动锥齿轮组与两组传动中转杆啮合连接，所述柜体稳定座的两侧固定设置柱体安装块，且柱体安装块上通过轴承转动设置调节螺柱；所述调节螺柱贯穿柱体安装块，所述可调挡风板的底部开设有竖向螺纹槽，且调节螺柱的顶端通过竖向螺纹槽与可调挡风板螺纹连接，所述调节螺柱的底端通过传动锥齿轮组与对应传动中转杆啮合连接。

进一步的，所述管口封堵组件包括位于灭火剂储存囊两侧的活动块，所述安装箱的两侧内壁固定设置导向横杆，所述导向横杆贯穿对应的活动块，且导向横杆的外周面套设有固定连接安装箱内壁和对应活动块的挤压弹簧；

两组所述活动块相互远离的一侧均固定设置连接绳，且连接绳的另一端穿出安装箱并与对应可调挡风板的顶部固定连接；两组所述活动块相对的一面均固定设置拉杆，所述拉杆远离对应活动块的一端固定设置挤压块，所述灭火剂输出管内开设有封堵插槽，且封堵插槽的两侧开设有插入口，所述挤压块远离对应拉杆的一侧固定设置封堵块，且封堵块水平插入封堵插槽中。

进一步的，所述电力运行故障监测单元的故障监测具体过程包括：获取到检测时段油井设备电力线路分析位点的电力数据，电力数据包括电压值和电流值，且将电压值标记为Yiku，将电流值标记为Liku；

通过电力数据存储单元获取到电压阈值范围和电流阈值范围，将电压值处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为正常位点，将电压值处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内或电压值未处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为存疑位点，将电压值未处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内的分析位点标记为异常位点；

统计油井设备电力线路上的正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目，并将正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目分别标记为ZCik、CYik和YCik；对正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目赋予权重系数并进行数值计算得到对应油井设备电力线路的故障表值；

通过电力数据存储单元获取到故障阈值，将故障表值超过故障阈值的电力线路标记为故障线路，将故障表值未超过故障阈值的电力线路标记为正常线路，统计油井设备的故障线路数目和正常线路数目并分别标记为GZi和ZCi，将油井设备故障线路数目与正常线路数目的比值标记为设备异常比SYi；

通过电力数据存储单元获取到设备异常比阈值，若设备异常比超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行异常并生成油井设备运行异常信号，且将对应油井设备和油井设备运行异常信号发送至油井电力控制平台；若设备异常比未超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行正常。

进一步的，所述设备运行效能反馈单元的具体运行过程包括：获取到当日油井设备的电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长，并将电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长分别标记为DXi、CLi和SSi，将电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长进行数值计算得到对应油井设备的效能系数；

通过电力数据存储单元获取到效能阈值，比较效能系数和效能阈值，若效能系数超过效能阈值，则生成高效油井设备信号，并将高效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台，若效能系数未超过效能阈值，则生成低效油井设备信号，并将低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台。

进一步的，所述检修分析选中单元的具体运行过程包括：获取到油井电力控制平台发送的油井运行异常信号或低效油井设备信号，确定油井运行异常信号或低效油井设备信号所对应的油井设备并将其标记为待检修油井设备；

将油井电力监控终端标记为u，u=1,2,3，……g，且g为正整数，确定待检修油井设备的位置和各组油井电力监控终端的位置，获取到待检修油井设备与油井电力监控终端之间的最短路径距离并标记为路距值，按照数值大小对若干路距值进行排序并将处于后g/3的油井电力监控终端标记为待选终端；

获取到待选终端管理人员的检修工龄、油井检修次数和检修成功次数，将检修成功次数与油井检修次数的比值标记为检修成功比，将待选终端管理人员的检修工龄、油井检修次数和检修成功比进行数值计算得到对应待选终端的选中系数，将选中系数最大的待选终端标记为选中终端；油井电力控制平台生成油井设备检修信号并将油井设备检测信号和对应油井设备位置发送至选中终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，基于油井设备中各组电力线路的故障状况判定油井设备的运行状况，在油井设备运行异常时向油井电力控制平台发送油井设备运行异常信号和对应油井设备，有助于管理人员掌握每个油井设备的运行状况并及时进行检修，对油井设备的安全稳定运行起到保障作用；

2、本发明中，通过设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析并得到油井设备当日的效能系数，基于油井设备当日的效能系数生成高效油井设备信号或低效油井设备信号，且将高效油井设备信号和对应油井设备或低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台，有助于管理人员掌握每个油井设备的效能状况并对低效油井设备进行检修或后续运行调整，有助于在保证油井设备运行效率的同时降低能耗；

3、本发明中，通过检修分析选中单元对若干油井电力监控设备进行精准分析并确定最优监控终端，通过确定最优监控终端并通知对应管理人员及时进行相关油井设备的电力检修，在保证检修成功率的同时还能够实现对油井设备的及时检修；

4、本发明中，通过火情监测警报单元对油井控制柜柜体内进行实时监测，基于内部环境数据进行监测分析并在内部产生火情时发出控制指令以使自动封孔灭火机构启动，不仅提高智能化程度，还能够及时扑灭油井控制柜柜体内产生的火苗，提高油井控制柜柜体的安全性能，且能够及时通知油井电力监控终端的管理人员，有助于管理人员及时赶往现场进行处理；

5、本发明中，通过自动封孔灭火机构对油井控制柜柜体的条形散热口进行密封并使灭火剂输出管处于打开状态，灭火剂储存囊内的干粉灭火剂四散入油井控制柜柜体内，通过将密封操作和灭火剂播撒操作相结合，显著提高灭火效果和灭火效率，有效防止火势扩散。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体系统框图；

图2为本发明中油井控制柜柜体的立体示意图；

图3为本发明中油井控制柜柜体的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为本发明中管口封堵组件的结构示意图；

图6为本发明中灭火剂输出管和管口封堵块的结构示意图；

图7为本发明中驱动电机、驱动轴和传动中转杆的结构示意图（俯视）；

图8为本发明中实施例三的系统框图。

附图标记：1、油井控制柜柜体；2、安装箱；3、条形散热口；4、柜体稳定座；5、柜体支脚；6、可调挡风板；7、通风口；8、灭火剂储存囊；9、灭火剂输出管；10、调节螺柱；11、柱体安装块；12、传动中转杆；13、竖向螺纹槽；14、传动锥齿轮组；15、挤压块；16、拉杆；17、活动块；18、连接绳；19、导向横杆；20、挤压弹簧；21、驱动电机；22、驱动轴；23、驱动锥齿轮组；24、封堵插槽；25、封堵块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-3所示，本发明提出的一种具有电力控制系统的油井控制柜，包括油井控制柜本体，油井控制柜本体由油井控制柜柜体1和油井电力控制平台组成，油井控制柜柜体1的底部通过螺栓固定设置柜体稳定座4，且柜体稳定座4的底部四个拐角处固定设置柜体支脚5，柜体支脚5对油井控制柜柜体1进行支撑，油井控制柜柜体1的顶部固定设置安装箱2，油井控制柜柜体1的两侧均开设有多组条形散热口3，条形散热口3起到散热作用，有助于油井控制柜柜体1内产生的热量散去；油井电力控制平台通信连接电力数据存储单元、油井设备标定单元、油井运行故障监测单元和设备运行效能反馈单元；

其中，油井设备标定单元对油井控制柜本体所控制的若干油井设备、油井设备所对应的若干电力线路和电力线路上的若干分析位点进行标记；电力设备标定单元的具体标定过程包括：

获取到由油井控制柜本体进行电力控制的若干油井设备，以及获取到油井设备所对应的若干电力线路；将获取的若干油井设备标定为i，i=1,2,3，……n，n油井设备的数目，且n为正整数，将油井设备的电力线路标记为ik，k=1,2,3，……m，且m为正整数，m为对应油井设备上电力线路的数目；

在油井设备的电力线路上设置若干分析位点，将电力线路的分析位点标记为iku，u=1,2,3，……h，h为对应电力线路上分析位点的数目，且h为正整数；iku代表第i个油井设备第k条电力线路中的第u个分析位点，将油井设备的标定符号和与其对应的电力线路标定符号以及电力线路的对应分析位点标定符号存储至电力数据存储单元。

油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，在油井设备运行异常时向油井电力控制平台发送油井设备运行异常信号和对应油井设备；电力运行故障监测单元的故障监测具体过程包括：

步骤S1、获取到检测时段油井设备电力线路分析位点的电力数据，电力数据包括电压值和电流值，且将电压值标记为Yiku，将电流值标记为Liku；

步骤S2、通过电力数据存储单元获取到电压阈值范围和电流阈值范围，将电压值处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为正常位点，将电压值处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内或电压值未处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为存疑位点，将电压值未处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内的分析位点标记为异常位点；

步骤S3、统计油井设备电力线路上的正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目，并将正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目分别标记为ZCik、CYik和YCik；对正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目赋予权重系数p1、p2、p3，通过公式

并代入上述数据进行数值计算，经过计算后得到对应油井设备电力线路的故障表值GZBik；其中，为误差修正因子且的取值为1.124；p1、p2、p3为预设比例系数，p1、p2、p3均为正数，p1＜p2＜p3且p1+p2+p3=3.657；

需要说明的是，存疑位点数目CYik的数值越大、异常位点数目YCik的数值越大、正常位点数目ZCik的数值越小，则故障表值GZBik的数值越大，表明对应油井设备电力线路存在故障的可能性越大；

步骤S4、通过电力数据存储单元获取到故障阈值，将故障表值GZBik超过故障阈值的电力线路标记为故障线路，将故障表值GZBik未超过故障阈值的电力线路标记为正常线路，统计油井设备的故障线路数目和正常线路数目并分别标记为GZi和ZCi，将油井设备故障线路数目与正常线路数目的比值标记为设备异常比SYi，即SYi=GZi/ZCi；

步骤S5、通过电力数据存储单元获取到设备异常比阈值，若设备异常比SYi超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行异常并生成油井设备运行异常信号，且将对应油井设备和油井设备运行异常信号发送至油井电力控制平台；若设备异常比SYi未超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行正常，生成油井设备运行正常信号且将对应油井设备和油井设备运行正常信号发送至油井电力控制平台。

设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析并得到油井设备当日的效能系数，基于油井设备当日的效能系数生成高效油井设备信号或低效油井设备信号，且将高效油井设备信号和对应油井设备或低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台；设备运行效能反馈单元的具体运行过程包括：

步骤T1、获取到当日油井设备的电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长，并将电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长分别标记为DXi、CLi和SSi，电能消耗数据表示对应油井设备当日所消耗的电能值，抽油量数据表示对应油井设备当日从油井中所抽出的油液量，实际运行时长表示对应油井设备当日实际工作时长；

步骤T2、通过公式

，将电能消耗数据DXi、抽油量数据CLi和实际运行时长SSi进行数值计算得到对应油井设备的效能系数XNXi；其中，为误差修正因子且的取值为1.164，b1、b2、b3为预设比例系数，b1＞b2＞b3＞0且b1+b2+b3=4.263；需要说明的是，电能消耗数据DXi的数值越小、抽油量数据CLi和实际运行时长SSi两者比值的数值越大，则效能系数XNXi的数值越大；

步骤T3、通过电力数据存储单元获取到效能阈值，比较效能系数XNXi和效能阈值，若效能系数XNXi超过效能阈值，则生成高效油井设备信号，并将高效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台，若效能系数XNXi未超过效能阈值，则生成低效油井设备信号，并将低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台。

实施例二：

如图3-7所示，本实施例与实施例1的区别在于，油井控制柜柜体1上安装有自动封孔灭火机构，油井控制柜柜体1的顶部开设有与安装箱2相通的灭火剂播撒口，自动封孔灭火机构包括可调挡风板6，可调挡风板6的数目为两组并滑动设置在油井控制柜柜体1的两侧，可调挡风板6上开设有多组通风口7，且通风口7与条形散热口3一一对应，柜体稳定座4的内部中间位置处通过电机座固定设置驱动电机21，且驱动电机21的输出端安装有驱动轴22；

柜体稳定座4的两侧通过轴承转动设置传动中转杆12，柜体稳定座4的两侧固定设置柱体安装块11，且柱体安装块11上通过轴承转动设置调节螺柱10；调节螺柱10贯穿柱体安装块11，可调挡风板6的底部开设有竖向螺纹槽13，且调节螺柱10的顶端通过竖向螺纹槽13与可调挡风板6螺纹连接；

在对油井控制柜柜体1内进行灭火时，通过驱动电机21使驱动轴22进行旋转，驱动轴22通过驱动锥齿轮组23使两组传动中转杆12进行旋转，传动中转杆12通过传动锥齿轮组14使调节螺柱10进行旋转，两组可调挡风板6由于螺纹作用而进行向下运动，通风口7与条形散热口3错开以对油井控制柜柜体1内进行密封，减小空气的输入以有助于灭火；

安装箱2的内顶壁固定设置灭火剂储存囊8，灭火剂储存囊8为圆状且其底部固定设置灭火剂输出管9，管口封堵组件包括活动块17，活动块17位于灭火剂储存囊8的两侧，安装箱2的两侧内壁固定设置导向横杆19，导向横杆19贯穿对应的活动块17，且导向横杆19的外周面套设有挤压弹簧20，且挤压弹簧20固定连接安装箱2内壁和对应的活动块17，挤压弹簧20起到复位作用；两组活动块17相互远离的一侧均固定设置连接绳18，且连接绳18的另一端穿出安装箱2并与对应可调挡风板6的顶部固定连接；

两组活动块17相对的一面均固定设置拉杆16，拉杆16远离对应活动块17的一端固定设置挤压块15，灭火剂输出管9内开设有封堵插槽24，且封堵插槽24的两侧开设有插入口，挤压块15远离对应拉杆16的一侧固定设置封堵块25，且封堵块25水平插入封堵插槽24中，通过两组封堵块25插入封堵插槽24中，实现对灭火剂输出管9出口处的封闭；

当两组可调挡风板6向下运动时，通过连接绳18拉动对应的活动块17，活动块17沿着导向横杆19进行运动并通过拉杆16拉动挤压块15，封堵块25从封堵插槽24中抽出，灭火剂输出管9处于打开状态，灭火剂储存囊8内的干粉灭火剂通过灭火剂输出管9落下并四散入油井控制柜柜体1内，以实现灭火，通过将密封操作和灭火剂播撒操作相结合，显著提高灭火效果和灭火效率，有效防止火势扩散，通过单电机驱动以实现密封操作和灭火剂播撒操作，降低了设备成本。

实施例三：

如图8所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，油井电力控制平台通信连接火情监测警报单元，且火情监测警报单元控制连接自动封孔灭火机构，火情监测警报单元对油井控制柜柜体1内的火情状况进行监测并在出现火情时发出反馈信号，火情监测警报单元的具体运行过程包括：

获取到检测时段油井控制柜柜体1内若干位置处的温度数据和烟气浓度数据，将若干位置处的温度数据求和取平均值并标记为温表值WBZ，将若干位置处的烟气浓度数据求和取平均值并标记为烟表值YBZ；温度数据和烟气浓度数据通过安装在油井控制柜柜体1内的温度传感器和烟气浓度传感器检测得到；

对温表值WBZ和烟表值YBZ赋予权重系数a1和a2，a1、a2均为正数且a1＜a2，将温表值WBZ与权重系数a1乘积和烟表值YBZ与权重系数a2乘积的和值标记为火情系数HQX，即HQX=a1*WBZ+a2*YBZ，a1+a2=2.836；火情系数HQX的数值越大表明油井控制柜柜体1内发生火情的可能性越大，需要说明的是，火情系数HQX的数值大小与温表值WBZ和烟表值YBZ均呈正比关系；

通过电力数据存储单元获取到火情阈值，将检测时段的火情系数HQX与火情阈值进行比较；若检测时段的火情系数HQX超过火情阈值，表明油井控制柜柜体1内存在发生火情的可能，生成灭火指令并将灭火指令发送至自动封孔灭火机构，自动封孔灭火机构启动并对油井控制柜柜体1内进行灭火，且生成火情警报信号并将火情警报信号发送至油井电力控制平台，油井电力控制平台将火情警报信号发送至对应油井电力监控终端；

通过火情监测警报单元对油井控制柜柜体1内进行实时监测，基于内部环境数据进行监测分析，通过监测分析实时掌握内部发生火情的可能性，并在内部产生火情时发出控制指令使自动封孔灭火机构启动以进行灭火，不仅提高智能化程度，还能够及时扑灭油井控制柜柜体1内产生的火苗，提高油井控制柜柜体1的安全性能，且能够及时通知油井电力监控终端的管理人员，有助于管理人员及时赶往现场进行处理。

实施例四：

如图1所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，油井电力控制平台通信连接检修分析选中单元，检修分析选中单元在接收到油井设备运行异常信号或低效油井设备信号时进行终端选中分析，确定选中终端并将选中终端发送至油井电力控制平台；

检修分析选中单元的具体运行过程包括：获取到油井电力控制平台发送的油井运行异常信号或低效油井设备信号，确定油井运行异常信号或低效油井设备信号所对应的油井设备并将其标记为待检修油井设备；

将油井电力监控终端标记为u，u=1,2,3，……g，且g为正整数，确定待检修油井设备的位置和各组油井电力监控终端的位置，获取到待检修油井设备与油井电力监控终端之间的最短路径距离并标记为路距值，按照数值大小对若干路距值进行排序并将处于后g/3的油井电力监控终端标记为待选终端；

获取到待选终端管理人员的检修工龄JXLu、油井检修次数JXCu和检修成功次数JCCu，将检修成功次数与油井检修次数的比值标记为检修成功比JCBu，通过选中公式

并将待选终端管理人员的检修工龄、油井检修次数和检修成功比代入选中公式进行数值计算，其中，为误差修正因子且的取值为1.318，c1、c2、c3为预设比例系数，0＜c1＜c2＜c3且c1+c2+c3=5.261；经过数值计算后得到对应待选终端的选中系数，需要说明的是，检修工龄JXLu的数值越大、油井检修次数JXCu的数值越大、检修成功次数JCCu的数值越大，则选中系数的数值越大；

对所有待选终端的选中系数进行数值大小比较，将选中系数最大的待选终端标记为选中终端；油井电力控制平台生成油井设备检修信号并将油井设备检测信号和对应油井设备位置发送至选中终端；通过检修分析选中单元对若干油井电力监控设备进行精准分析并确定最优监控终端，通过确定最优监控终端并通知对应管理人员及时进行相关油井设备的电力检修，在保证检修成功率的同时还能够有效降低管理人员的到达时长，实现对油井设备电力的及时有效检修。

本发明的工作原理：使用时，通过自动封孔灭火机构对油井控制柜柜体1的条形散热口3进行密封，并使灭火剂输出管9处于打开状态，灭火剂储存囊8内的干粉灭火剂四散入油井控制柜柜体1内，通过将密封操作和灭火剂播撒操作相结合，显著提高灭火效果和灭火效率，有效防止火势扩散；通过火情监测警报单元对油井控制柜柜体1内进行实时监测，基于内部环境数据进行监测分析并在内部产生火情时发出控制指令以使自动封孔灭火机构启动，不仅提高智能化程度，还能够及时扑灭油井控制柜柜体1内产生的火苗，提高油井控制柜柜体1的安全性能；

通过油井设备标定单元对油井控制柜本体所控制的若干油井设备、油井设备所对应的若干电力线路和电力线路上的若干分析位点进行标记，通过油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，基于油井设备中各组电力线路的故障状况判定油井设备的运行状况，在油井设备运行异常时向油井电力控制平台发送油井设备运行异常信号和对应油井设备，有助于管理人员掌握每个油井设备的运行状况并及时进行检修，对油井设备的安全稳定运行起到保障作用；

通过设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析并得到油井设备当日的效能系数，基于油井设备当日的效能系数生成高效油井设备信号或低效油井设备信号，有助于管理人员掌握每个油井设备的效能状况并对低效油井设备进行检修或后续运行调整，在保证油井设备运行效率的同时降低能耗；通过检修分析选中单元对若干油井电力监控设备进行精准分析并确定最优监控终端，通过确定最优监控终端并通知对应管理人员及时进行相关油井设备的电力检修，在保证检修成功率的同时还能够实现对油井设备的及时检修。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置，关于系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如效能系数XNXi与抽油量数据CLi的数值成正比。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种具有电力控制系统的油井控制柜，包括油井控制柜本体，油井控制柜本体由油井控制柜柜体（1）和油井电力控制平台组成，所述油井控制柜柜体（1）的底部通过螺栓固定设置柜体稳定座（4），且柜体稳定座（4）的底部四个拐角处固定设置柜体支脚（5），其特征在于，所述油井控制柜柜体（1）的顶部固定设置安装箱（2），所述油井控制柜柜体（1）的两侧均开设有多组条形散热口（3），且油井控制柜柜体（1）上安装有自动封孔灭火机构；所述油井电力控制平台通信连接火情监测警报单元，且火情监测警报单元控制连接自动封孔灭火机构；

所述油井电力控制平台通信连接电力数据存储单元、油井设备标定单元、油井运行故障监测单元、设备运行效能反馈单元以及检修分析选中单元；其中，所述油井设备标定单元对油井控制柜本体所控制的若干油井设备、油井设备所对应的若干电力线路和电力线路上的若干分析位点进行标记；所述油井运行故障监测单元对油井设备的电力线路进行故障监测，在油井设备运行异常时向油井电力控制平台发送油井设备运行异常信号和对应油井设备；

所述设备运行效能反馈单元对油井设备进行效能分析并得到油井设备当日的效能系数，基于油井设备当日的效能系数生成高效油井设备信号或低效油井设备信号，且将高效油井设备信号和对应油井设备或低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台；所述检修分析选中单元在接收到油井设备运行异常信号或低效油井设备信号时进行终端选中分析，确定选中终端并将选中终端发送至油井电力控制平台。

2.根据权利要求1所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述电力设备标定单元的具体标定过程包括：

获取到由油井控制柜本体进行电力控制的若干油井设备，以及获取到油井设备所对应的若干电力线路；将获取的若干油井设备标定为i，i=1,2,3，……n，且n为正整数，将油井设备的电力线路标记为ik，k=1,2,3，……m，且m为正整数；

在油井设备的电力线路上设置若干分析位点，将电力线路的分析位点标记为iku，u=1,2,3，……h，且h为正整数；将油井设备的标定符号和与其对应的电力线路标定符号以及电力线路的对应分析位点标定符号存储至电力数据存储单元。

3.根据权利要求1所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述火情监测警报单元对油井控制柜柜体1内的火情状况进行监测并在出现火情时发出反馈信号，火情监测警报单元的具体运行过程包括：

获取到检测时段油井控制柜柜体1内若干位置处的温度数据和烟气浓度数据，将若干位置处的温度数据求和取平均值并标记为温表值WBZ，将若干位置处的烟气浓度数据求和取平均值并标记为烟表值YBZ；

对温表值WBZ和烟表值YBZ赋予权重系数a1和a2，a1、a2均为正数且a1＜a2，将温表值WBZ与权重系数a1乘积和烟表值YBZ与权重系数a2乘积的和值标记为火情系数；通过电力数据存储单元获取到火情阈值，将检测时段的火情系数与火情阈值进行比较；

若检测时段的火情系数超过火情阈值，生成灭火指令并将灭火指令发送至自动封孔灭火机构，自动封孔灭火机构启动并对油井控制柜柜体1内进行灭火，且生成火情警报信号并将火情警报信号发送至油井电力控制平台，油井电力控制平台将火情警报信号发送至对应油井电力监控终端。

4.根据权利要求3所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述油井控制柜柜体（1）的顶部开设有与安装箱（2）相通的灭火剂播撒口，自动封孔灭火机构包括滑动设置在油井控制柜柜体（1）两侧的可调挡风板（6）和固定设置在安装箱（2）内顶壁的灭火剂储存囊（8），且灭火剂储存囊（8）为圆状且其底部固定设置灭火剂输出管（9），灭火剂输出管（9）通过管口封堵组件进行密封；所述可调挡风板（6）上开设有多组通风口（7），且通风口（7）与条形散热口（3）一一对应；所述柜体稳定座（4）的内部中间位置处通过电机座固定设置驱动电机（21），且驱动电机（21）的输出端安装有驱动轴（22）；

所述柜体稳定座（4）的两侧通过轴承转动设置传动中转杆（12），且驱动轴（22）远离驱动电机（21）的一端通过驱动锥齿轮组（23）与两组传动中转杆（12）啮合连接，所述柜体稳定座（4）的两侧固定设置柱体安装块（11），且柱体安装块（11）上通过轴承转动设置调节螺柱（10）；所述调节螺柱（10）贯穿柱体安装块（11），所述可调挡风板（6）的底部开设有竖向螺纹槽（13），且调节螺柱（10）的顶端通过竖向螺纹槽（13）与可调挡风板（6）螺纹连接，所述调节螺柱（10）的底端通过传动锥齿轮组（14）与对应传动中转杆（12）啮合连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述管口封堵组件包括位于灭火剂储存囊（8）两侧的活动块（17），所述安装箱（2）的两侧内壁固定设置导向横杆（19），所述导向横杆（19）贯穿对应的活动块（17），且导向横杆（19）的外周面套设有固定连接安装箱（2）内壁和对应活动块（17）的挤压弹簧（20）；

两组所述活动块（17）相互远离的一侧均固定设置连接绳（18），且连接绳（18）的另一端穿出安装箱（2）并与对应可调挡风板（6）的顶部固定连接；两组所述活动块（17）相对的一面均固定设置拉杆（16），所述拉杆（16）远离对应活动块（17）的一端固定设置挤压块（15），所述灭火剂输出管（9）内开设有封堵插槽（24），且封堵插槽（24）的两侧开设有插入口，所述挤压块（15）远离对应拉杆（16）的一侧固定设置封堵块（25），且封堵块（25）水平插入封堵插槽（24）中。

6.根据权利要求1所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述电力运行故障监测单元的故障监测具体过程包括：获取到检测时段油井设备电力线路分析位点的电力数据，电力数据包括电压值和电流值，且将电压值标记为Yiku，将电流值标记为Liku；

通过电力数据存储单元获取到电压阈值范围和电流阈值范围，将电压值处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为正常位点，将电压值处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内或电压值未处于电压阈值范围内且电流值处于电流阈值范围内的分析位点标记为存疑位点，将电压值未处于电压阈值范围内且电流值未处于电流阈值范围内的分析位点标记为异常位点；

统计油井设备电力线路上的正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目，并将正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目分别标记为ZCik、CYik和YCik；对正常位点数目、存疑位点数目和异常位点数目赋予权重系数并进行数值计算得到对应油井设备电力线路的故障表值；

通过电力数据存储单元获取到故障阈值，将故障表值超过故障阈值的电力线路标记为故障线路，将故障表值未超过故障阈值的电力线路标记为正常线路，统计油井设备的故障线路数目和正常线路数目并分别标记为GZi和ZCi，将油井设备故障线路数目与正常线路数目的比值标记为设备异常比SYi；

通过电力数据存储单元获取到设备异常比阈值，若设备异常比超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行异常并生成油井设备运行异常信号，且将对应油井设备和油井设备运行异常信号发送至油井电力控制平台；若设备异常比未超过设备异常比阈值，则判定对应油井设备运行正常。

7.根据权利要求1所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述设备运行效能反馈单元的具体运行过程包括：获取到当日油井设备的电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长，并将电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长分别标记为DXi、CLi和SSi，将电能消耗数据、抽油量数据和实际运行时长进行数值计算得到对应油井设备的效能系数；

通过电力数据存储单元获取到效能阈值，比较效能系数和效能阈值，若效能系数超过效能阈值，则生成高效油井设备信号，并将高效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台，若效能系数未超过效能阈值，则生成低效油井设备信号，并将低效油井设备信号和对应油井设备发送至油井电力控制平台。

8.根据权利要求1所述的一种具有电力控制系统的油井控制柜，其特征在于，所述检修分析选中单元的具体运行过程包括：获取到油井电力控制平台发送的油井运行异常信号或低效油井设备信号，确定油井运行异常信号或低效油井设备信号所对应的油井设备并将其标记为待检修油井设备；

将油井电力监控终端标记为u，u=1,2,3，……g，且g为正整数，确定待检修油井设备的位置和各组油井电力监控终端的位置，获取到待检修油井设备与油井电力监控终端之间的最短路径距离并标记为路距值，按照数值大小对若干路距值进行排序并将处于后g/3的油井电力监控终端标记为待选终端；

获取到待选终端管理人员的检修工龄、油井检修次数和检修成功次数，将检修成功次数与油井检修次数的比值标记为检修成功比，将待选终端管理人员的检修工龄、油井检修次数和检修成功比进行数值计算得到对应待选终端的选中系数，将选中系数最大的待选终端标记为选中终端；油井电力控制平台生成油井设备检修信号并将油井设备检测信号和对应油井设备位置发送至选中终端。

Images