CN204302692U - 一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于石油行业自动调控设备领域的一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置。该装置由上层部分和下层部分组成；上层部分由面板和底板构成；在面板上安装控制按钮和显示装置，在底板上安装DC电源，RTU控制单元、上位机和通信模块；下层部分包括总电源输入、空气总开关、接触器、平衡调节接触器、接线端子、继电器组、变频器、电参数模块、电量采集模块及总电源输出。该装置直接连接380V输入电压，输出分别连接到抽油机电机、电机风扇和调平衡电机上，另通过通信接口与上位机连接，本实用新型可以真正有效保证抽油机安全运行，做到电机耗能最小的达到节能效果，从而为提高经济效益、为实现科学生产奠定基础。
Description
技术领域
本实用新型属于石油行业自动调控设备领域，特别涉及一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置。
背景技术
游梁式抽油机平衡度是抽油机运行状态的一个重要参数，是评价抽油机设备运行管理的一项技术指标。抽油机平衡状态好坏直接影响抽油机四连杆机构运动性能、减速箱和电机的系统效率和使用寿命 , 对抽油杆的工作状况影响也很大，因此抽油机使用中调平衡十分必要。目前常用的调节平衡方法是电流法调节平衡，即抽油机上下冲程最大电流之比保持在85%～115%之间即为平衡。但是依靠电流平衡法无法完全解决减速箱受力不均匀、电机效率降低、抽油机耗电量增多等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中依靠电流平衡法无法完全解决减速箱受力不均匀、电机效率降低、抽油机耗电量增多等问题的不足，提出一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置由上层部分和下层部分组成；所述上层部分是弱电部分，由面板和底板构成；在面板上安装控制按钮和显示装置，控制按钮和下层继电器组的端子连接，控制旋钮和下层变频器连接，以控制变频器输出频率；显示装置分为两个，一个作为变频器的扩展直接和变频器连接，一个通过232接口与上层的RTU控制单元连接；在底板上安装DC电源，DC电源输出DC24V、DC12V、DC5V；RTU控制单元、RTM模块、上位机和通信模块；各个模块分别与各自对应的24V、12V或5V电源输出相连，其中24V电源还与游梁式抽油机的井场仪表连接，其中井场仪表包括角位移、载荷模块、管压表、套压表、流量计、井下压力计和温度传感器；RTU控制单元、RTM通过内部总线连接并进行数据通信，RTU控制单元的网络接口与上位机连接；RTM中的AI部分负责模拟量采集，分别连接到对应接线端子上和机柜内部的温度传感器上，RTM的DO负责开关量控制，连接到下层的继电器组对应端子上，通过继电器组进行对应逻辑控制；通信模块接口为网络接口，连接到上位机上。
所述下层部分是设备强电部分，包括总电源输入、空气总开关、接触器、接线端子、继电器组、变频器、电参数模块、电量采集模块及总电源输出；其中，
总电源输入端直接连接380V交流电接线端子，三路交流电输出分别连接变频电机、变频电机风扇、平衡电机，电量采集模块通过仪表接口分别连接对应井场仪表，通信接口通过通信线路与上位机进行连接；
所述总开关负责整个机柜的电力开关，其输入与电力输入端子连接，输出分别连接变频器输入、接触器输入端子及DC电源的输入端；DC电源输出DC24V、DC12V和DC5V。
所述两组接触器，分别控制变频器的工频变频变换，调平衡接触器负责平衡电机正反转变换。
所述继电器组，分别于上述各控制按钮、接触器、RTM连接组成逻辑控制。
所述电参数模块直接与电量采集模块、RTU连接；其中电参数模块通过485接口直接与RTU控制单元连接；电量采集模块通过仪表接口与三相电压表和电流互感器线圈连接；电参数模块存储采集的50ms数据，形成数据组，供数据处理调用。
所述变频器的输入端接380V电压、输出端接到接触器上给抽油机供电，控制端子与继电器连接，形成变频逻辑控制，485接口与RTU连接进行数据通信。
所述RTU控制单元与RTM配合使用，作为中央处理器，为本装置的处理核心。
本实用新型有益效果是针对游梁式抽油机的平衡度进行自动调节采用功率法调节平衡技术，改变以往的平衡标准，使得上下冲程扭矩达到平衡，以油田抽油机最节能、最安全为标准，电机输入功率的均方根值最小，使电机的损耗达到最低，从而实现节电效果，延长减速箱和电动机的使用寿命，使得系统安全可靠，维护简单。
附图说明
图1为在线流量测量装置实体结构示意图。
图2为在线流量测量装置的电气连接示意图。
图3为面板结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，下面结合说明书附图及实施例，对本实用新型作进一步的说明。
图1所示为在线流量测量装置实体结构示意图。图中，采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置由上层部分和下层部分组成；上层部分是弱电部分，由面板和底板构成；在面板上主要安装控制按钮和显示装置（面板结构见图3），控制按钮和下层继电器组5的端子连接，控制旋钮和下层变频器7连接，以控制变频器输出频率；显示装置分为两个，一个作为变频器的扩展，直接和变频器连接，一个通过232接口与上层的RTU控制单元2连接；在底板上安装DC电源4，DC电源4输出DC24V、DC12V和DC5V； RTU控制单元2、RTM模块3、上位机16，和通信模块1；各个模块分别与各自对应DC电源4的DC24V、DC12V或DC5V输出电压相连，其中DC24V还与游梁式抽油机14的井场仪表连接；RTU（RTU是REMOTE TERMINAL UNIT 的简称，即远程测控终端系统，用于监视、控制与数据采集的应用）控制单元2为远程测控终端系统，是构成综合自动化系统的核心，其与RTM模块3配合使用，作为中央处理器，本装置的处理核心，RTU控制单元2、RTM模块3通过内部总线连接并进行数据通信，RTU控制单元2的网络接口与上位机16连接；RTM模块3中的AI部分负责采集仪表模拟量，分别连接到对应接线端子上和机柜内部的温度传感器上，RTM的DO负责开关量控制，连接到下层的继电器组5对应端子上，通过继电器组5进行对应逻辑控制；通信接口15为网络接口，连接到上位机16上（如图2所示）。
所述下层部分是设备强电部分。主要包括总电源输入11连接总空气开关9、总空气开关9负责整个机柜的电力开关，其输入与电力输入端子连接，输出分别接在接线端子上；接触器10、继电器组5、调平衡接触器6、变频器7、电参数模块8、电量采集模块12及DC电源4分别接在接线端子上。总电源输出13通过接线端子与上述部件输入端连接；其中，总电源输入11直接连接380V交流电接线端子；DC电源4输出DC24V、DC12V和DC5V24V、12V、5V。所述变频器7的输入端接380V电压、输出端接到接触器10上，给游梁式抽油机14供电，变频器7的控制端与继电器组5连接，形成变频逻辑控制，485接口与RTU控制单元2连接进行数据通信。接触器10控制变频器的工频变频变换，调平衡接触器5负责平衡电机正反转变换。调平衡接触器6与电参数模块8连接，调平衡接触器6通过电量采集模块12控制平衡电机，负责平衡电机正反转变换；实现采用功率法对游梁式抽油机14的平衡度进行调节。
在图2中，总电源输出13分别连接变频电机、变频电机风扇、平衡电机，电量采集模块12通过仪表接口分别连接对应游梁式抽油机14的井场仪表，通信接口15通过通信线路与网络交换机进行连接；
所述继电器组分别于与上述各控制按钮、接触器、调平衡接触器、RTM连接组成逻辑控制。
所述电参数模块8直接与电量采集模块12、RTU控制单元2连接；其中电参数模块8通过485接口直接与RTU控制单元2连接；电量采集模块12通过仪表接口与井场仪表连接，采集游梁式抽油机14的实时运行数据，输送给电参数模块8存储，电参数模块8将采集的运行数据形成数据组，供数据处理调用。
本实用新型采用RTU控制单元进行核心数据处理，RTU控制单元不但具有原有的井场数据采集、设备控制以及数据通信功能，还可以根据角位移信息、电参数信息，建立数据模型，计算出不平衡功率，得出最佳调节量，控制调平衡电机开启时间，移动平衡块位置，待平衡块停止后，连续运行3个周期后，采集数据并计算不平衡功率，继续进行以上操作。
本实用新型功率法调节平衡技术，使得电机在上下冲程中功率相等，电机输入功率的均方根值最小，使电机的损耗达到最低，从而实现节电效果；使得抽油机最安全，电机发热量最少，效率最高。
实施例
本装置可以测量抽油机的平衡参数，通过采集过来的电参数和角位移信息，进行数据组合，通过RTU计算，判断抽油机是否平衡，以及不平衡值，根据不平衡值，设置平衡电机正反转以及运行时间，并开启响应的继电器，开启平衡电机运行，对抽油机平衡度进行调整；调节完毕后，继续测量其平衡度，如果没在平衡范围内，则继续进行平衡电机相应启动，如果在平衡范围内，则认为平衡，不予调整；本装置可以接口方便接入目前的油田在用的游梁式抽油机，能够适应目前井场的各种环境。上位机可以对该系统的时间、平衡调节周期、油井报警参数、油井控制参数方便设置，该系统装置可以将抽油机运行情况、井场仪表参数发送给上位机供上位系统调用。
Claims (7)
1.一种采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置由上层部分和下层部分组成；所述上层部分是弱电部分，由面板和底板构成；在面板上主要安装控制按钮和显示装置，控制按钮和下层继电器组的端子连接，控制旋钮和下层变频器连接，以控制变频器输出频率；显示装置分为两个，一个作为变频器的扩展直接和变频器连接，一个通过232接口与上层的RTU控制单元连接；在底板上安装DC电源，DC电源输出DC24V、DC12V、DC5V；RTU控制单元、RTM模块、上位机和通信模块；各个模块分别与各自对应的24V、12V或5V电源输出相连，其中24V电源还与游梁式抽油机的井场仪表连接，其中井场仪包括角位移、载荷、套压、管压和井下压力；RTU控制单元、RTM通过内部总线连接并进行数据通信，RTU控制单元的网络接口与上位机连接；RTM中的AI部分负责模拟量采集，分别连接到对应接线端子上和机柜内部的温度传感器上，RTM的DO负责开关量控制，连接到下层的继电器组对应端子上，通过继电器组进行对应逻辑控制；通信模块接口为网络接口，连接到上位机上；
所述下层部分是设备强电部分，主要包括总电源输入、空气总开关、接触器、平衡调节接触器、接线端子、继电器组、变频器、电参数模块、电量采集模块及总电源输出；其中，总电源输入端直接连接380V交流电接线端子，总电源输出分别连接变频电机、变频电机风扇、平衡电机，平衡调节接触器与电参数模块连接，电参数模块连接电量采集模块；电量采集模块通过仪表接口分别连接对应井场仪表，通信接口通过通信线路与上位机进行连接。
2.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述总开关负责整个机柜的电力开关，其输入与电力输入端子连接，输出分别连接变频器输入、接触器输入端子及DC电源的输入端；DC电源输出DC24V、DC12V和DC5V。
3.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述接触器控制变频器的工频变频变换，调平衡接触器负责平衡电机正反转变换。
4.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述继电器组，分别于上述各控制按钮、接触器、RTM连接，组成逻辑控制单元。
5.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述电参数模块直接与电量采集模块、RTU连接；其中电参数模块通过485接口直接与RTU控制单元连接；电量采集模块通过仪表接口与三相电压表和电流互感器线圈连接；电参数模块存储采集的50ms数据，形成数据组，供数据处理调用。
6.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述变频器的输入端接380V电压、输出端接到接触器上给抽油机供电，控制端子与继电器连接，形成变频逻辑控制，485接口与RTU连接进行数据通信。
7.根据权利要求1所述采用功率法调节游梁式抽油机平衡的装置，其特征在于，所述RTU控制单元与RTM配合使用，作为中央处理器，为本装置的处理核心。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107143311A (zh) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 游梁抽油机曲柄自平衡装置 |
| CN108505975A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 抽油机快速自动调节平衡方法 |
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2014
- 2014-12-22 CN CN201420816419.XU patent/CN204302692U/zh active Active
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| CP03 | Change of name, title or address |
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