CN209761413U - 一种水平井井况检测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平井井况检测控制系统，包括控制柜主体，控制柜主体包括主控单元RTU，主控单元RTU通过RS485连接电量模块SU306实现电参采集，主控单元RTU通过AI接口连接位移传感器和载荷传感器实现信息采集；主控单元RTU通过RS485连接4G模块DTU实现控制数据远传；主控单元RTU还通过RS485连接变频器FC，主控单元RTU还连接有开关电源，主控单元RTU完成对抽油机冲次的调节，为油田节能生产提供了保证。
Description
技术领域
本实用新型属于自动化采油的技术领域，尤其涉及一种水平井井况检测控制系统。
背景技术
受地层物性等客观条件的影响，油井投产后往往出现初期产量高，产量递减快的现象。为适应投产初期的高产，投产时油井参数都比较大。随着时间推移，油井产量逐渐下降，原来的参数与新的生产能力不在匹配，需要往下调整油井参数，以减少电能损耗和管杆磨损。因为油井产量持续变化，所以油井参数需要进行多次调整。若采用传统方法需要多次更换电机或者皮带轮，这不但会造成调参不及时，还会降低油井生产时率，影响油井产量。因此采用油井冲次智能调节控制以适应油井产量变化。
通过自动调参设备的研发和应用，丰富油田油井调参技术手段，通过不断调整抽油机电机的转速，从而降低抽油机的冲次，减少杆管偏磨次数，提高电机功率和抽油泵的充盈率，减降低油管和抽油杆偏磨损伤的速率，降低油井作业成本，在确保油井供排协调的前提，达到节能降耗的目的，实现油井降本增效。这对节约电能和提高石油产量具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水平井井况检测控制系统，能够对抽油机及油井的各种状态参数进行实时监测,实现运行实时分析和参数远传,并依据井况分析抽油机生产状态。
本实用新型所采用的技术方案是，一种水平井井况检测控制系统，包括控制柜主体，控制柜主体包括主控单元RTU，主控单元RTU通过RS485连接电量模块SU306实现电参采集，主控单元RTU通过AI接口连接位移传感器和载荷传感器实现信息采集；主控单元RTU通过RS485连接4G模块DTU实现控制数据远传；主控单元RTU还通过RS485连接变频器FC，主控单元RTU还连接有开关电源。
本实用新型的特点还在于：
其中主控单元RTU还连接空开QF，空开QF连接开关电源，空开QF为开关电源提供过载保护，主控单元RTU还连接有接触器KM；
其中开关电源从左至右分别接入端子，接线顺序为L1、L2、L3和N，通过接线端子，分别连接空开QF1、空开QF2、空开QF3；接线端子L3和N再接入空开QF4；空开QF1输出端连接电流互感器CT，电流互感器CT用于测量电流大小，电流互感器CT输出端分别连接变频器和工频接触器KM2；变频器输出端接变频接触器KM1，变频接触器KM1连接电机；工频接触器KM2接触器输出端连接热继电器，热继电器输出端连接电机，热继电器用于电动机的过载保护；
QF2输出端连接避雷器输入端，避雷器输出接地；QF3输出端分别连接电量模块SU306和加热器以及三孔插座；在QF3和加热器输入端之间连接熔断器和TF1温控开关；
其中控制柜主体还设置有电路输入端，加热器与三项插孔输入端连接控制柜主体输入电路的UA和N端；
其中电流互感器CT中L1、L2、L3分别接KM2接触器输出端；电流互感器CT中1～6六个端子依次连接电量模块SU306的IA+、IA-、IB+、IB-、IC+和IC-等端子；4G模块DTU的1—3三个端子如前文描述接RTU，7和8两个端子分别接24+和24-；
其中主控单元RTU的COM0口连接电量模块SU306、变频器FC和显示模块；主控单元RTU的第1路AI0接口连接载荷传感器，第2路AI1接口连接位移传感器，第3路AI2接口连接压力表，压力表用于监测井口管线压力；
其中主控单元RTU的DO2连接变频运行开关KM2、DO3连接工频运行开关KM1；主控单元RTU的RX1、GND、TX1分别连接4G模块DTU的DTU3、DTU1、DTU2三个端子；主控单元RTU的COM2口预留，P+24V、GND分别连接显示模块24V+和24V-；主控单元RTU的SP+和SP-端分别连接外置扬声器正负端子；主控单元RTU的DO0和NO端子连接接触器KM1、KM2两端；主控单元RTU的DO1和NC端子连接接触器SB1、SB2两端。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的一种水平井井况检测控制系统由控制器结合仪表备以及通信模块等设备来实现数据的采、分析和上传功能，在完成抽油机控制器的基本功能的基础上，,对抽油机及油井的各种状态参数进行实时监测,实现运行参数远传和网上共享,冲次智能优化,对抽油机节能减排,具有重要的现实意义。
附图说明
图1是本实用新型的一种水平井井况检测控制系统的水平井井况检测控制器布局图；
图2是本实用新型的一种水平井井况检测控制系统的水平井井况检测控制器接线图；
图3是本实用新型的一种水平井井况检测控制系统的水平井井况检测控制器主回路接线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供了一种水平井井况检测控制系统，包括控制柜主体，控制柜主体包括主控单元RTU，主控单元RTU通过RS485连接电量模块SU306实现电参采集，主控单元RTU通过AI接口连接位移传感器和载荷传感器实现信息采集；主控单元RTU通过RS485连接4G模块DTU实现控制数据远传；主控单元RTU还通过RS485连接变频器FC，主控单元RTU还连接有开关电源，主控单元RTU还连接空开QF，空开QF连接开关电源，空开QF为开关电源提供过载保护，主控单元RTU还连接有接触器KM。
开关电源从左至右分别接入端子，接线顺序为L1、L2、L3和N，通过接线端子，分别连接空开QF1、空开QF2、空开QF3；接线端子L3和N再接入空开QF4；空开QF1输出端连接电流互感器CT，电流互感器CT用于测量电流大小，电流互感器CT输出端分别连接变频器和工频接触器KM2；变频器输出端接变频接触器KM1，变频接触器KM1连接电机；工频接触器KM2接触器输出端连接热继电器，热继电器输出端连接电机，热继电器用于电动机的过载保护；QF2输出端连接避雷器输入端，避雷器输出接地；QF3输出端分别连接电量模块SU306和加热器以及三孔插座；加热器与三项插孔输入端连接控制柜输入电路的UA和N端；在QF3和加热器输入端之间连接熔断器和TF1温控开关，电流互感器CT中L1、L2、L3分别接KM2接触器输出端；电流互感器CT中1～6六个端子依次连接电量模块SU306的IA+、IA-、IB+、IB-、IC+和IC-等端子；4G模块DTU的1—3三个端子如前文描述接RTU，7和8两个端子分别接24+和24-。
主控单元RTU的COM0口连接电量模块SU306、变频器FC和显示模块；主控单元RTU的第1路AI0接口连接载荷传感器，第2路AI1接口连接位移传感器，第3路AI2接口连接压力表，压力表用于监测井口管线压力。
主控单元RTU的DO2连接变频运行开关KM2、DO3连接工频运行开关KM1；主控单元RTU的RX1、GND、TX1分别连接4G模块DTU的DTU3、DTU1、DTU2三个端子；主控单元RTU的COM2口预留，P+24V、GND分别连接显示模块24V+和24V-；主控单元RTU的SP+和SP-端分别连接外置扬声器正负端子；主控单元RTU的DO0和NO端子连接接触器KM1、KM2两端；主控单元RTU的DO1和NC端子连接接触器SB1、SB2两端。
本实用新型的工作原理为：
位移传感器测量抽油机光杆处的位移并将采集到信息发送至控制器；
载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并将采集到的数据发送至控制器；
电控箱包含供电电路和电路保护线路以及变频器等抽油机控制设备；具体如图1所示系统包含：
主控单元(Super32)：Super32系列模块、Super32L305
4G模块(DTU)：InDTU312LL07-232；
电量模块：SU306；
三相电流互感器(CT)：AKH-0.66Z 100/5A；
开关电源：NDR-120-24；
变频器(FC)：MD290NT15GB/18.5PB；
空开：RDB5-63C10 2P(人民电器)；
变压器：BK-200VA；
该控制采用示功图数据、电参等数据进行综合分析，来实现抽油机冲次智能控制和数据远传；
冲次智能控制采用控制单元分析实时采集的示功图进行油井泵效分析，判断当前冲次需要调节，若需要调节，依据泵效确定冲次调节方向，控制变频器实现冲次调节；
数据远传采用4G模块DTU利用GPRS网络，实现远程通信和数据上传，上传采用基于物联网通信协议Mqtt协议，实现上位机系统对油井数据的采集和控制命令的下发；控制命令包含：开机、关机、设置采集频率、工作频率；
该控制通过回路控制实现抽油机变频和工频两种工作模式，为抽油机冲次调节提供基础，且该控制器内部包含有主控单元RTU，该控制单元可以实现抽油机冲次的自动调节。
Claims (7)
1.一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，包括控制柜主体，所述控制柜主体包括主控单元RTU，所述主控单元RTU通过RS485连接电量模块SU306实现电参采集，主控单元RTU通过AI接口还连接位移传感器和载荷传感器实现信息采集；主控单元RTU通过RS485连接4G模块DTU实现控制数据远传；主控单元RTU还通过RS485连接变频器FC，所述变频器FC用于油井冲次调节，主控单元RTU还连接有开关电源。
2.根据权利要求1所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述主控单元RTU还连接空开QF，所述空开QF连接开关电源，空开QF为开关电源提供过载保护，所述主控单元RTU还连接有接触器KM，用于实现电机的启停控制。
3.根据权利要求2所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述开关电源从左至右分别接入接线端子，接线顺序为L1、L2、L3和N，通过接线端子，分别连接空开QF1、空开QF2、空开QF3；接线端子L3和N再接入空开QF4；所述空开QF1输出端连接电流互感器CT，所述电流互感器CT用于测量电流大小，电流互感器CT输出端分别连接变频器和工频接触器KM2；变频器输出端接变频接触器KM1，所述变频接触器KM1连接电机；工频接触器KM2接触器输出端连接热继电器，热继电器输出端连接电机，热继电器用于电动机的过载保护；
所述QF2输出端还连接避雷器输入端，避雷器输出接地；所述QF3输出端分别连接电量模块SU306和加热器以及三孔插座；在QF3和加热器输入端之间连接熔断器和TF1温控开关。
4.根据权利要求1或3所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述控制柜主体还设置有电路输入端，加热器与三项插孔输入端连接控制柜主体输入电路的UA和N端。
5.根据权利要求3所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述电流互感器CT中L1、L2、L3分别接KM2接触器输出端；电流互感器CT中1～6六个端子依次连接电量模块SU306的IA+、IA-、IB+、IB-、IC+和IC-等端子；4G模块DTU的1—3三个端子如前文描述接RTU，7和8两个端子分别接24+和24-。
6.根据权利要求1所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述主控单元RTU的COM0口连接电量模块SU306、变频器FC和显示模块；主控单元RTU的第1路AI0接口连接载荷传感器，第2路AI1接口连接位移传感器，第3路AI2接口连接压力表，压力表用于监测井口管线压力。
7.根据权利要求1所述的一种水平井井况检测控制系统，其特征在于，所述主控单元RTU的DO2连接变频运行开关KM2、DO3连接工频运行开关KM1；主控单元RTU的RX1、GND、TX1分别连接4G模块DTU的DTU3、DTU1、DTU2三个端子；主控单元RTU的COM2口预留，P+24V、GND分别连接显示模块24V+和24V-；主控单元RTU的SP+和SP-端分别连接外置扬声器正负端子；主控单元RTU的DO0和NO端子连接接触器KM1、KM2两端；主控单元RTU的DO1和NC端子连接接触器SB1、SB2两端。
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