CN201620841U - 抽油机运行参数实时调节控制装置 - Google Patents

Abstract

抽油机运行参数实时调节控制装置应用于抽油机节能控制。是由电气主回路电路、控制回路和控制柜组成，控制回路固定在控制柜内，三相交流电导线连接断路器Q1，接触器KM1的输出端依次串联有熔断器1、变频器2、接触器KM3和热继电保护器3；热继电保护器3连接抽油机的异步电动机M，构成电气主回路电路。另外，经三相交流电变压后，连接钥匙开关SA1、开关电源4、急停按钮SB1、中间继电器KMC、接触器KM1构成控制回路。效果是：具有软启动功能；实时采集载荷、位移数据；能自动或手动进行工频/变频切换，互锁控制。

Description

抽油机运行参数实时调节控制装置

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及抽油机运行参数实时调节控制装置，属于一种抽油机井节能控制装置。

背景技术

目前，游梁式抽油机是油田最为普遍的石油机械开采方式之一，一致认为其总体效率很低。抽油机井系统效率比较低的原因有两个方面，其中主要与抽油机井的组成有关。抽油机井由地面系统和井下系统两大部分组成，地面系统由抽油电机、减速箱和“驴头”组成，地面系统效率低主要是由于抽油机的平衡性能较差，电机配置功率较高，电机功率利用率较低；另一方面，井下系统主要由光杆和抽油泵组成，井下效率低主要是由于地层供液差，导致产液量低、泵效低，故导致整个系统在运行过程中效率比较低。从而在这两个方面决定了抽油机的系统效率比较低，而一旦抽油机系统定型后，抽油机井系统设备一般不再做变化，单从设备方面提高效率已不再可能，所以只有从提高电机功率利用率和单位时间内的产量来提高系统效率。

针对油田目前存在的情况，为了提高抽油机井系统效率，较多公司开展了相应研究，综合来看有两点，一是优化抽油机井参数的方法，但是这种方法都没有把优化的各种参数直接用在抽油机的节能控制上，二是开发无极调节的变频节能控制柜。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种抽油机运行参数实时调节控制装置，结合采油工艺和油井抽汲参数，根据油井的实际供液能力，自动实时调整抽取速度，从而达到节约电能的目的。

本实用新型采用的技术方案是：抽油机运行参数实时调节控制装置，是由电气主回路电路、控制回路和控制柜组成，控制回路固定在控制柜内，其特征是：

三相交流电导线L1、L2和L3连接断路器Q1输入端，并经过断路器Q1与接触器KM1连接，接触器KM1的输出端依次串联有熔断器1、变频器2、接触器KM3和热继电保护器3；接触器KM2与接触器KM1、熔断器1、变频器2和接触器KM3并联；热继电保护器3的输出端连接抽油机的异步电动机M，构成电气主回路电路。

控制回路的输入电压从三相交流电的两相导线L1和L2取入，即三相交流电的一条导线L1连接单相开关Q2的一端，单相开关Q2的一端和三相交流电的一条导线L1连接降压变压器5的输入端。降压变压器5的一端输出为火线，另一输出端为零线。火线端连接单相开关Q3的一端，单相开关Q3的另一端连接钥匙开关SA1的输入端，钥匙开关SA1的输出端分别接到急停按钮SB1的一端和开关电源4的一端，开关电源4的另一端接到零线上；急停按钮SB1的输出端分别接到启动按钮SB2的一端和中间继电器KMC的两个常开触点上，启动按钮SB2的输出端分别接到中间继电器KMC的线包上和中间继电器KMC的常开触点另一端，中间继电器KMC线包的输出端接到零线上。中间继电器KMC另一常开触点的输出端分别接到电源灯LG的一端、可控硅JKL的常开触点端、中间继电器KD常闭触点端和可控硅JKD的常开触点端，电源灯LG的另一端接到零线上，可控硅JKL的另一常开触点端接到报警灯LG2的输入端，报警灯LG2的另一端接到了零线上，可控硅JKD的另一常开触点端接到中间继电器KD的线包输入端，中间继电器KD线包的另一端接到了零线上。中间继电器KD的另一常闭触点端分别接到工频变频旋钮SA2的输入端、中间继电器KA的常闭触点端和常开触点端、中间继电器KC的常开触点端、接触器KM1的常开触点端及可控硅JKC的常开触点端。

工频变频旋钮SA2的另一输出端接到中间继电器KA的线包上，中间继电器KA线包的输出接到了零线上。

中间继电器KA的另一常闭触点端接到中间继电器KC的常闭触点端，另一端串接到接触器KM2的常闭触点端，接触器KM2另一常闭触点端接到接触器KMA的线包上，线包的输出端接到了零线上。

中间继电器KA、中间继电器KC的另一常开触点端接到接触器KM1的常闭触点上，接触器KM1的另一常闭触点端接到接触器KMB的线包上，接触器KMB线包的另一端接到了零线上。

接触器KM1的另一常开触点端接到接触器KM2的常闭触点端，接触器KM2的另一常闭触点端接到接触器KMC的线包上，接触器KMC线包的另一端接到了零线上。

可控硅JKC常开触点的另一端接到中间继电器KC的线包上，中间继电器KC线包的另一端接到了零线上。从而构成了该系统的控制回路。

所述的变频器2采用的是：6SL3225-0BE31-8AA0。

抽油机运行参数实时调节控制装置是根据油井示功图诊断技术开发的节能控制设备。该装置由抽油机的载荷和角位移传感器、及具有电能回馈功能的变频器、高速运算功能的控制电路、人机接口和其他电气控制设备组成。该装置通过载荷和位移传感器，实时地获取抽油泵的地面示功图数据，运算控制电路根据地面示功图计算油井的泵功图，提取油井的泵功图特征，实时诊断和确定泵的运行状况，控制电路根据诊断结果，自动调节抽油机的冲次、上下行程速度等运行参数。同时也可以手动调节抽油机的冲次、上下行程速度、以及油井的间抽时间，也可录入油井的生产数据，监测油井的运行参数，直观地显示示功图和工况诊断结果。进一步提高了抽油机的运行效率。

本实用新型的有益效果：本实用新型抽油机运行参数实时调节控制装置具有以下优点：

(1)具有软启动功能；

(2)控制电路能实时采集载荷、位移数据；

(3)能够诊断油井的工况，并自动采取相应的抽油方式；

(4)能自动或手动进行工频/变频切换，具有互锁控制功能；

(5)有独立的温度调节系统；有过流、过压、过热及缺相保护功能。

附图说明

图1是本实用新型结抽油机运行参数实时调节控制装置主回路电路图。

图2是控制回路电路图。

具体实施方式

实施例1：以一个抽油机运行参数实时调节控制装置为例，对本实用新型作进一步详细说明。

抽油机运行参数实时调节控制装置，是由电气主回路电路、控制回路和控制柜组成，控制回路固定在控制柜内。

参阅图1。三相交流电导线L1、L2和L3连接断路器Q1输入端，并经过断路器Q1与接触器KM1连接，接触器KM1的输出端依次串联有熔断器1、变频器2、接触器KM3和热继电保护器3；接触器KM2与接触器KM1、熔断器1、变频器2和接触器KM3并联；热继电保护器3的输出端连接抽油机的异步电动机M，构成电气主回路电路。变频器2采用的是：6SL3225-0BE31-8AA0。

参阅图2。控制回路的输入电压从三相交流电的两相导线L1和L2取入，即三相交流电的一条导线L1连接单相开关Q2的一端，单相开关Q2的一端和三相交流电的一条导线L1连接降压变压器5的输入端。降压变压器5的一端输出为火线，另一输出端为零线。火线端连接单相开关Q3的一端，单相开关Q3的另一端连接钥匙开关SA1的输入端，钥匙开关SA1的输出端分别接到急停按钮SB1的一端和开关电源4的一端，开关电源4的另一端接到零线上；急停按钮SB1的输出端分别接到启动按钮SB2的一端和中间继电器KMC的两个常开触点上，启动按钮SB2的输出端分别接到中间继电器KMC的线包上和中间继电器KMC的常开触点另一端，中间继电器KMC线包的输出端接到零线上。中间继电器KMC另一常开触点的输出端分别接到电源灯LG的一端、可控硅JKL的常开触点端、中间继电器KD常闭触点端和可控硅JKD的常开触点端，电源灯LG的另一端接到零线上，可控硅JKL的另一常开触点端接到报警灯LG2的输入端，报警灯LG2的另一端接到了零线上，可控硅JKD的另一常开触点端接到中间继电器KD的线包输入端，中间继电器KD线包的另一端接到了零线上。中间继电器KD的另一常闭触点端分别接到工频变频旋钮SA2的输入端、中间继电器KA的常闭触点端和常开触点端、中间继电器KC的常开触点端、接触器KM1的常开触点端及可控硅JKC的常开触点端。

工频变频旋钮SA2的另一输出端接到中间继电器KA的线包上，中间继电器KA线包的输出接到了零线上。

中间继电器KA的另一常闭触点端接到中间继电器KC的常闭触点端，另一端串接到接触器KM2的常闭触点端，接触器KM2另一常闭触点端接到接触器KMA的线包上，线包的输出端接到了零线上。

中间继电器KA、中间继电器KC的另一常开触点端接到接触器KM1的常闭触点上，接触器KM1的另一常闭触点端接到接触器KMB的线包上，接触器KMB线包的另一端接到了零线上。

接触器KM1的另一常开触点端接到接触器KM2的常闭触点端，接触器KM2的另一常闭触点端接到接触器KMC的线包上，接触器KMC线包的另一端接到了零线上。

可控硅JKC常开触点的另一端接到中间继电器KC的线包上，中间继电器KC线包的另一端接到了零线上。从而构成了该系统的控制回路。

抽油机运行参数实时调节控制装置的操作过程：

首先选择工频或者变频运行方式，当工频变频旋钮旋至工频指示时，表示该装置选择工频运行方式，此时打开钥匙开关，触发启动按钮，合上急停按钮，外柜门上的报警灯发出两个“嘀…”的声光报警，随即抽油电动机按照工频方式运行。当工频变频旋钮旋至变频指示时，表示该装置选择变频运行方式，此时打开钥匙开关，触发启动按钮，合上急停按钮，外柜门上的报警灯先发出两个“嘀…”的声光报警后而结束，报警灯大约秒后又发出“嘀…”的声光报警，随即抽油电动机带动游梁抽油机软起动，起动完成后抽油机就按照变频方式运行。

在工频或者变频运行方式时，可以通过液晶触摸显示屏上的显示主菜单，选择相应菜单功能。当工频运行时，通过菜单输入油井的参数，为控制电路计算泵功图提供数据，也可以查看此时的油井运行参数监测界面和功图显示及诊断界面。在变频运行时也可以查看以上的运行界面，不同的是可以通过参数调节界面，调节抽油机的冲次和抽油机的上下行程速度比，输入抽油机的间抽时间。当输入了抽油机的冲次和上下速度比后，抽油机就按照该输入的冲次运行，同时可以看到抽油机上行程速度快，下行程速度慢的现象。

在变频运行时也可以通过液晶显示屏选择全自动参数匹配运行方式，此时可以不需要人员参与，该装置会按照泵况诊断的结果，自动调节抽油机的运行参数，实现无需人员参与的变频运行方式。

一旦抽油机系统出现故障后，可以通过关闭钥匙开关或者触发急停按钮都可以达到停止该系统的目的。

Claims (2)

1.一种抽油机运行参数实时调节控制装置，是由电气主回路电路、控制回路和控制柜组成，控制回路固定在控制柜内，其特征是：

三相交流电导线(L1、L2和L3)连接断路器(Q1)输入端，并经过断路器(Q1)与接触器(KM1)连接，接触器(KM1)的输出端依次串联有熔断器(1)、变频器(2)、接触器(KM3)和热继电保护器(3)；接触器(KM2)与接触器(KM1)、熔断器(1)、变频器(2)和接触器(KM3)并联；热继电保护器(3)的输出端连接抽油机的异步电动机(M)，构成电气主回路电路；

控制回路的输入电压从三相交流电的两相导线(L1和L2)取入，即三相交流电的一条导线(L1)连接单相开关(Q2)的一端，单相开关(Q2)的一端和三相交流电的一条导线(L1)连接降压变压器(5)的输入端，降压变压器(5)的一端输出为火线，另一输出端为零线，火线端连接单相开关(Q3)的一端，单相开关(Q3)的另一端连接钥匙开关(SA1)的输入端，钥匙开关(SA1)的输出端分别接到急停按钮(SB1)的一端和开关电源(4)的一端，开关电源(4)的另一端接到零线上；急停按钮(SB1)的输出端分别接到启动按钮(SB2)的一端和中间继电器(KMC)的两个常开触点上，启动按钮(SB2)的输出端分别接到中间继电器(KMC)的线包上和中间继电器(KMC)的常开触点另一端，中间继电器(KMC)线包的输出端接到零线上；中间继电器(KMC)另一常开触点的输出端分别接到电源灯(LG)的一端、可控硅(JKL)的常开触点端、中间继电器(KD)常闭触点端和可控硅(JKD)的常开触点端，电源灯(LG)的另一端接到零线上，可控硅(JKL)的另一常开触点端接到报警灯(LG2)的输入端，报警灯(LG2)的另一端接到了零线上，可控硅(JKD)的另一常开触点端接到中间继电器(KD)的线包输入端，中间继电器(KD)线包的另一端接到了零线上，中间继电器(KD)的另一常闭触点端分别接到工频变频旋钮(SA2)的输入端、中间继电器(KA)的常闭触点端和常开触点端、中间继电器(KC)的常开触点端、接触器(KM1)的常开触点端和可控硅(JKC)的常开触点端；

工频变频旋钮(SA2)的另一输出端接到中间继电器(KA)的线包上，中间继电器(KA)线包的输出接到了零线上；

中间继电器(KA)的另一常闭触点端接到中间继电器(KC)的常闭触点端，另一端串接到接触器(KM2)的常闭触点端，接触器(KM2)另一常闭触点端接到接触器(KMA)的线包上，线包的输出端接到了零线上；

中间继电器(KA)、中间继电器(KC)的另一常开触点端接到接触器(KM1)的常闭触点上，接触器(KM1)的另一常闭触点端接到接触器(KMB)的线包上，接触器(KMB)线包的另一端接到了零线上；

接触器(KM1)的另一常开触点端接到接触器(KM2)的常闭触点端，接触器(KM2)的另一常闭触点端接到接触器(KMC)的线包上，接触器(KMC)线包的另一端接到了零线上；

可控硅(JKC)常开触点的另一端接到中间继电器(KC)的线包上，中间继电器(KC)线包的另一端接到了零线上。

2.根据权利要求1所述的抽油机运行参数实时调节控制装置，其特征是：变频器(2)采用的是：6SL3225-0BE31-8AA0。

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