CN201639543U - 游梁式抽油机节能装置 - Google Patents

Abstract

一种游梁式抽油机节能装置，包括电动机的三相绕组和与其连接的控制器，在每相所述的绕组上设有至少一个中间抽头，在每一相绕组的末端与其相邻的另一相绕组的中间抽头之间各连接一个第一转换开关，该三相绕组的末端均与一个第二转换开关的一端连接，该第二转换开关的另一端相互短接；该第一转换开关和第二转换开关的控制端均与一控制器连接。本实用新型的优点是：每次启动电机在大功率档上运转10-12s，然后转到小功率档速连续运行。在运行中，电机负荷连续约30s超过小功率的额定电流，可自动切换到大功率档上运行，避免了电机在大档与小档之间频繁切换而引起的电机故障，结构简单，运行稳定，节能效果明显，降低了成本。

Description

游梁式抽油机节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种游梁式抽油机动力装置的控制装置，具体是一种游梁式抽油机节能装置，用于对游梁式抽油机动力装置进行控制，以达到节能的目的。

背景技术

近几年中，原油田同其他油田一样在游梁式抽油机节能上先后采用了多种节能产品，并取得一定的节能效果。但大部分节能产品在油田使用了一段时间后，存在结构复杂、运行不稳定、节能效果不佳和成本高的问题。

游梁式抽油机安装数量多，占抽油机总量的95％，节能潜力较大，众所周知，此种抽油机，节电效果与平衡配重块的调整相关，但要达到抽油机转全过程均保持绝对动平衡是做不到的，且井下摩擦阻力也在经常变化，例：结腊因素等造成抽油机的负荷也在变化，使保持动平衡更难做到。因配重块关系抽油机停机后，再启动电机的负荷是较重的，其功率消耗是正常运行功率消耗的160％以上，需配装较大功率的电机才能满足需求。待抽油机油梁运转1/2周后，所需功率才能下降至较小的正常状态。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种游梁式抽油机节能装置，以解决现有技术存在的结构复杂、运行不稳定、节能效果不佳和成本高的问题。

本实用新型采用的技术方案是：包括电动机的三相绕组和与其连接的控制器，其特征在于：在每相所述的绕组上设有至少一个中间抽头，在每一相绕组的末端与其相邻的另一相绕组的中间抽头之间各连接一个第一转换开关，该三相绕组的末端均与一个第二转换开关的一端连接，该第二转换开关的另一端相互短接；该第一转换开关和第二转换开关的控制端均与一控制器连接。

所述的控制器包括电源变压器、中间继电器、第一接触器、第二接触器、电流互感器和转换控制盒，中间继电器、第一接触器、第二接触器和转换控制盒的两个电源端均连接在电源变压器的次级的两端，在该中间继电器的电源回路中依次串联有停止按钮和启动按钮，该中间继电器设有第一中间触点、第二中间触点和第三中间触点；该转换控制盒的电源回路串联有所述的第一中间触点、第三中间触点和停止按钮，该转换控制盒的信号输入端与所述的电流互感器连接，该电流互感器设在所述的电动机的三相绕组之一的电源回路上，在该转换控制盒上设有第一转换触点和第二转换触点；在该第一接触器和第二接触器的电源回路上分别串联该第一转换触点和第二转换触点后并联，再与该第二中间触点串联，该第一接触器与第二接触器互锁连接；该第一接触器和第二接触器分别设有一组同步联动的三个触点，每组的该三个触点作为所述的三项绕组的相同连接位置的该第一转换开关和第二转换开关。

在所述的中间继电器的电源回路两端并联一电机保护器，该电机保护器的触点串联在该中间继电器的电源回路中。

所述的电源变压器的次级设有两组次级线圈，其中一组次级线圈供给所述的转换控制盒的电源，另一组次级线圈供给所述的中间继电器、第一接触器、第二接触器和电机保护器的电源。

所述的电源变压器的次级连接有工作指示灯。

本实用新型的优点是：每次启动电机在大功率档上运转10-12S，然后转到小功率档速连续运行。在运行中，电机负荷连续约30S超过小功率的额定电流，可自动切换到大功率档上运行，避免了电机在大档与小档之间频繁切换而引起的电机故障，结构简单，运行稳定，节能效果明显，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的电动机绕组与控制器的连接关系示意图；

图2是本实用新型的控制器的电路图；

图3是本实用新型的总体外形示意图；

图4是图3的左视图；

图5是本实用新型的电动机绕组连接为大三角形的示意图；

图6是本实用新型的电动机绕组连接为大星形的示意图；

图7是本实用新型的电动机绕组连接为三角形/星形组合1的示意图；

图8是本实用新型的电动机绕组连接为三角形/星形组合2的示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，本实用新型包括电动机A的三相绕组分别为与其连接的控制器C，其特征在于：在每相所述的绕组上设有两个中间抽头U3、U4，V3、V4，W3、W4，三相绕组的首端为U1、V1、W1，末端为U2、V2、W2，在每一相绕组的末端与其相邻的另一相绕组的一个中间抽头之间，即U2与V4、V2与W4、以及W2与U4之间各连接一个第一转换开关KM1，该三相绕组的末端U2、V2、W2均与一个第二转换开关KM2的一端连接，该第二转换开关KM2的另一端相互短接。该第一转换开关KM1和第二转换开关KM2的控制器分别为第一接触器KM1和第二接触器KM2，该第一接触器KM1和第二接触器KM2分别设有一组同步联动的三个触点，每组的该三个触点作为所述的三项绕组的相同连接位置的该第一转换开关KM1和第二转换开关KM2。

所述的第一转换开关KM1和第二转换开关KM2也可变换连接位置(如将第一转换开关KM1连接在相邻一相绕组的末端与另一中间抽头之间，将第二转换开关KM2连接在相邻一相绕组的末端与末端之间，等)，以便通过第一转换开关KM1和第二转换开关KM转换来改变三相绕组的连接方式，包括大三角形(参见图5)、大星形(参见图6)、三角形/星形组合1(参见图7)和三角形/星形组合2(参见图8)。四种连接方式的功率不同，功率从大至小依次是：大三角形、三角形/星形组合1、三角形/星形组合2和大星形。

所述的控制器C包括电源变压器B、中间继电器KA、第一接触器KM1、第二接触器KM2、电流互感器TA和转换控制盒JZ，中间继电器KA、第一接触器KM1、第二接触器KM2和转换控制盒JZ的两个电源端均连接在电源变压器B的次级的两端，在该中间继电器KA的电源回路中依次串联有停止按钮SB1和启动按钮SB2，该中间继电器KA设有第一中间触点KA-1、第二中间触点KA-2和第三中间触点KA-0；该转换控制盒JZ的电源回路串联有所述的第一中间触点KA-1、第三中间触点KA-0和停止按钮SB1，在该转换控制盒JZ的信号输入端连接所述的电流互感器TA，该电流互感器TA设在所述的电动机的三相绕组之一的电源回路上，在该转换控制盒JZ上设有第一转换触点JZ-1和第二转换触点JZ-2；在该第一接触器KM1和第二接触器KM2的电源回路上分别串联该第一转换触点JZ-1和第二转换触点JZ-2后并联，再与该第二中间触点KA-2串联，该第一接触器KM1与第二接触器KM2互锁连接。

在所述的中间继电器KA的电源回路两端并联一电机保护器DB，该电机保护器DB的触点串联在该中间继电器KA的电源回路中。

所述的电源变压器B的次级设有两组次级线圈，其中一组次级线圈L3(输出15V电压)供给所述的转换控制盒JZ的电源，另一组次级线圈L2(输出36V电压)供给所述的中间继电器KA、第一接触器KM1、第二接触器KM2和电机保护器DB的电源。电源变压器B的初级线圈L1与电机绕组的电源电压均为1140V(采用电网电压)。

所述的电源变压器B的次级连接有工作指示灯H。在电源变压器B的初级和次级回路分别连接有保险器FU1、FU2、FU3。

本实用新型节能装置的控制器C可安装在电机外壳A的接线盒上，并可在三相电源回路上配备空气断路器QF。本实用新型的工作过程(原理)是：

1、合上空气断路器QF后，电机的三相绕组得电，因没有电流回路，电机不能运行。

2、启动电机：按启动按钮SB2，中间继电器KA吸合，其第一中间触点KA-1自锁(同时电机保护器DB开始工作)，转换控制盒JZ得电，电流互感器TA处于工作状态。同时电源通过第二中间触点KA-2及第一转换触点JZ-1触点(因JZ-1得电优先吸合)使第一接触器KM1得电吸合，电机开始在较大功率档上运转。转换控制盒JZ延时10-30S后通过电流互感器TA检测电机的工作电流，如电机的工作电流小于某设定值(且连续平均电流小于某设定值)时，第一转换触点JZ-1断开，第一接触器KM1失电后复位，延时0.2S后，第二转换触点JZ-2接通，使第二接触器KM2得电吸合，电机在较小功率档上开始运转，JZ-1与JZ-2转换时间隔0.2S是防止转换时因KM1电弧未完全熄灭，导致KM2吸合后出现短路故障。

3、再次转换：若洗井作业后电机负载加重，电机的工作电流连续40S大于某设定值，转换盒JZ通过电流互感器TA检测到较大电流后，将断开第二转换触点JZ-2并延时0.2S，第一转换触点JZ-1接通KM1，使电机绕组接法再次改变，电机在较大功率档上运行。

4、避免频繁切换：因游梁式抽油机每运行一个冲次时间均为8-16S之间(因地质区块不同，产液量不等)但每一个冲次，电机电流为2个高峰值与2个连续的低谷电流。若连续40S时间，电流大于(或小于)某一设定值才允许转换，因此电机运行中，不会出现频繁切换的现象。

5、DB为电机保护器，当电机出现断相，或过流时(电流可设置)。可断开中间继电器KA，使KM1、KM2均断开，电机停止运行，可有效的保护电机不会烧坏。若检修电机时，可断开空气断路器QF。

6、若需停止电机，按SB1停止按钮即可，使电机停止。

Claims (5)

1.一种游梁式抽油机节能装置，包括电动机的三相绕组和与其连接的控制器，其特征在于：在每相所述的绕组上设有至少一个中间抽头，在每一相绕组的末端与其相邻的另一相绕组的中间抽头之间各连接一个第一转换开关，该三相绕组的末端均与一个第二转换开关的一端连接，该第二转换开关的另一端相互短接；该第一转换开关和第二转换开关的控制端均与一控制器连接。

2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机节能装置，其特征在于：所述的控制器包括电源变压器、中间继电器、第一接触器、第二接触器、电流互感器和转换控制盒，中间继电器、第一接触器、第二接触器和转换控制盒的两个电源端均连接在电源变压器的次级的两端，在该中间继电器的电源回路中依次串联有停止按钮和启动按钮，该中间继电器设有第一中间触点、第二中间触点和第三中间触点；该转换控制盒的电源回路串联有所述的第一中间触点、第三中间触点和停止按钮，该转换控制盒的信号输入端与所述的电流互感器连接，该电流互感器设在所述的电动机的三相绕组之一的电源回路上，在该转换控制盒上设有第一转换触点和第二转换触点；在该第一接触器和第二接触器的电源回路上分别串联该第一转换触点和第二转换触点后并联，再与该第二中间触点串联，该第一接触器与第二接触器互锁连接；该第一接触器和第二接触器分别设有一组同步联动的三个触点，每组的该三个触点作为所述的三项绕组的相同连接位置的该第一转换开关和第二转换开关。

3.根据权利要求2所述的游梁式抽油机节能装置，其特征在于：在所述的中间继电器的电源回路两端并联一电机保护器，该电机保护器的触点串联在该中间继电器的电源回路中。

4.根据权利要求3所述的游梁式抽油机节能装置，其特征在于：所述的电源变压器的次级设有两组次级线圈，其中一组次级线圈供给所述的转换控制盒的电源，另一组次级线圈供给所述的中间继电器、第一接触器、第二接触器和电机保护器的电源。

5.根据权利要求2所述的游梁式抽油机节能装置，其特征在于：所述的电源变压器的次级连接有工作指示灯。

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