CN211081821U - 一种水源井一体化智能综合控制保护柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水源井一体化智能综合控制保护柜，包括设置在水源井旁侧的水源井控制柜和设置在水源井控制柜内的水源井控制单元，水源井控制单元包括水源井控制器和用于变频控制电潜泵工作的变频器，水源井控制器上连接有水源井通信模块以及均与三相电参采集模块连接的电流互感器、电压互感器和温度传感器。本实用新型利用放空管上的放空电磁阀预先排出管内空气，避免水源井井口回压较大，启动电潜泵时启动电流过大，而导致电潜泵存在无法启动的问题，采用变频器控制电潜泵，省电节能，利用倾斜的连接水管和止回阀配合积攒水流，排挤管内空气，降低管内压力，利用三相电参采集模块检测电潜泵故障，效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于油田水源井与供注水站控制技术领域，具体涉及一种水源井一体化智能综合控制保护柜。
背景技术
利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注入油层，以保持油层压力，这个过程称为油田注水，油田注水是油田开发过程中向地层补充能量、提高油田采收率的重要手段之一。注水井管理技术水平的高低决定着油田开发效果的好坏，同时也决定着油田开发寿命的长短，注水井的水源来自地面上的供注水站，而供注水站的水源由一个水源井或多个水源井提供，现有的油田水源井与供注水站管理不规范，修井现场监督不到位，修井作业对水源井控制和通讯设备损坏较严重，发现问题需人工到现场排查，注水井供水供应不上，效率低下，安全隐患较多，且油田占地面积大，部分水源井位置偏远，通讯条件差，油田水源井与供注水站控制系统中缺乏有效的水源井一体化智能综合控制保护柜。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其设计新颖合理，利用放空管上的放空电磁阀预先排出管内空气，避免水源井井口回压较大，启动电潜泵时启动电流过大，而导致电潜泵存在无法启动的问题，采用变频器控制电潜泵，省电节能，利用倾斜的连接水管和止回阀配合积攒水流，排挤管内空气，降低管内压力，利用三相电参采集模块检测电潜泵故障，效率高，自动化程度高，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：包括设置在水源井旁侧的水源井控制柜和设置在水源井控制柜内的水源井控制单元，所述水源井控制单元包括水源井控制器和用于变频控制电潜泵工作的变频器，水源井控制器上连接有与远程监控主机通信的水源井通信模块以及用于采集电潜泵工作参数的电流互感器、电压互感器和温度传感器，电流互感器、电压互感器和温度传感器均通过三相电参采集模块与水源井控制器连接，电潜泵设置在水源井内，电潜泵的输出端通过水源井引水管与地面上的连接水管连通，连接水管依次通过输水管和限位管与储水罐进水管连通，水源井引水管伸出水源井的管段上安装有压力传感器，连接水管和限位管均呈倾斜设置，所述限位管靠近储水罐进水管的一端高于输水管与连接水管连接的一端，输水管与连接水管连接的一端高于连接水管和水源井引水管连接的一端，所述连接水管上安装有止回阀，所述连接水管上止回阀靠近水源井引水管的一侧设置有放空管，所述连接水管上止回阀远离水源井引水管的一侧安装有电磁流量计，放空管上安装有放空电磁阀，放空管上靠近连接水管的一端设置有水流传感器；
压力传感器、电磁流量计和水流传感器均与水源井控制器连接，放空电磁阀由水源井控制器控制。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述变频器与供电电源之间的供电线路上安装有电气开关，电气开关由水源井控制器控制。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述水源井控制柜的顶部安装有防雨帽，所述水源井控制柜的底部安装有地脚支架。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述止回阀与放空管的距离不大于20cm。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述放空管上位于放空电磁阀靠近连接水管的一侧安装有手动开关，所述放空管上位于放空电磁阀和手动开关之间的管壁上安装有感光传感器。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述远程监控主机为SCADA远程监控系统，所述水源井控制器为PLC控制模块。
上述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述水源井通信模块为光纤通信模块，所述光纤通信模块通过光纤与SCADA远程监控系统通信。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型利用放空管上的放空电磁阀预先排出水源井引水管和连接水管的管内空气，避免水源井井口回压较大，启动电潜泵时启动电流过大，而导致电潜泵存在无法启动的问题，采用变频器控制电潜泵，省电节能，同时水源井控制单元工作之前预先使止回阀至限位管末端的管内充满水排挤掉止回阀至限位管末端的管内空气，减少电潜泵驱动压力，功耗低，便于推广使用。
2、本实用新型连接水管和限位管均呈倾斜设置，所述限位管靠近储水罐进水管的一端高于输水管与连接水管连接的一端，输水管与连接水管连接的一端高于连接水管和水源井引水管连接的一端，利用倾斜的连接水管和止回阀配合积攒水流，排挤连接水管和输水管的管内空气，降低整个管路的管内压力，同时止回阀防止电潜泵停机后，水管中液体回流，水源井控制单元只有初次使用时需要预先使止回阀至限位管末端的管内充满水，水源井控制单元再次使用时，前一次停机时止回阀有效阻拦止回阀至限位管末端的管内水回流，高效稳定，使用效果好。
3、本实用新型设计新颖合理，利用三相电参采集模块检测电潜泵故障，实现电潜泵启动、卡泵、干抽、过载、缺相、短路、欠压、过压、卸载九项保护功能，便于推广使用。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，利用放空管上的放空电磁阀预先排出管内空气，避免水源井井口回压较大，启动电潜泵时启动电流过大，而导致电潜泵存在无法启动的问题，采用变频器控制电潜泵，省电节能，利用倾斜的连接水管和止回阀配合积攒水流，排挤管内空气，降低管内压力，利用三相电参采集模块检测电潜泵故障，效率高，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的使用状态图。
图2为图1的A处放大图。
图3为本实用新型水源井控制单元的电路原理框图。
附图标记说明:
4—水源井控制器； 5—电气开关； 6—变频器；
7—电潜泵； 8—电流互感器； 9—电压互感器；
10—温度传感器； 11—三相电参采集模块；
12—压力传感器； 13—电磁流量计；
14—放空电磁阀； 15—感光传感器；
16—水流传感器； 17—水源井通信模块；
18—储水罐； 19—储水罐进水管；
21—水源井； 22—水源井引水管； 23—连接水管；
24—输水管； 25—水源井控制柜； 26—防雨帽；
27—地脚支架； 28—放空管； 29—手动开关；
30—止回阀； 31—供电电源； 32—限位管。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型包括设置在水源井21旁侧的水源井控制柜25和设置在水源井控制柜25内的水源井控制单元，所述水源井控制单元包括水源井控制器4和用于变频控制电潜泵7工作的变频器6，水源井控制器4上连接有与远程监控主机通信的水源井通信模块17以及用于采集电潜泵7工作参数的电流互感器8、电压互感器9和温度传感器10，电流互感器8、电压互感器9和温度传感器10均通过三相电参采集模块11与水源井控制器4连接，电潜泵7设置在水源井21内，电潜泵7的输出端通过水源井引水管22与地面上的连接水管23连通，连接水管23依次通过输水管24和限位管32与储水罐进水管19连通，水源井引水管22伸出水源井21的管段上安装有压力传感器12，连接水管23和限位管32均呈倾斜设置，所述限位管32靠近储水罐进水管19的一端高于输水管24与连接水管23连接的一端，输水管24与连接水管23连接的一端高于连接水管23和水源井引水管22连接的一端，所述连接水管23上安装有止回阀30，所述连接水管23上止回阀30靠近水源井引水管22的一侧设置有放空管28，所述连接水管23上止回阀30远离水源井引水管22的一侧安装有电磁流量计13，放空管28上安装有放空电磁阀14，放空管28上靠近连接水管23的一端设置有水流传感器16；
压力传感器12、电磁流量计13和水流传感器16均与水源井控制器4连接，放空电磁阀14由水源井控制器4控制。
需要说明的是，电潜泵7均面临工作或停机的状态，这样就使电潜泵7需要不要的启停，水源井21一般为深水井，深水井井口回压较大，且位于偏远位置的水源井输水管长度长，管内空气量大，电潜泵7启动时不仅要考虑深水井井口回压还要考虑管内气压，启动电流过大，存在无法启动的问题或容易将电潜泵7烧损的问题，利用放空管28上的放空电磁阀14预先排出水源井引水管22和连接水管23的管内空气，避免水源井井口回压较大，启动电潜泵7时启动电流过大，而导致电潜泵7存在无法启动的问题，采用变频器6控制电潜泵7，省电节能，同时水源井控制单元工作之前预先使止回阀30至限位管32末端的管内充满水排挤掉止回阀30至限位管32末端的管内空气，减少电潜泵7驱动压力，功耗低；连接水管23和限位管32均呈倾斜设置，所述限位管32靠近储水罐进水管19的一端高于输水管24与连接水管23连接的一端，输水管24与连接水管23连接的一端高于连接水管23和水源井引水管22连接的一端，利用倾斜的连接水管23和止回阀30配合积攒水流，排挤连接水管23和输水管24的管内空气，降低整个管路的管内压力，同时止回阀30防止电潜泵7停机后，水管中液体回流，水源井控制单元只有初次使用时需要预先使止回阀30至限位管32末端的管内充满水，水源井控制单元再次使用时，前一次停机时止回阀30有效阻拦止回阀30至限位管32末端的管内水回流，高效稳定，使用效果好。
利用三相电参采集模块11检测电潜泵7故障，实现电潜泵7启动、卡泵、干抽、过载、缺相、短路、欠压、过压、卸载九项保护功能；储水罐18供水不足时自动启动新的水源井控制单元工作补给，避免修井现场监督不到位，修井作业对水源井控制和通讯设备损坏后注水井供水供应不上的问题，效率高，电潜泵7每次通过变频器6启动和运行，故障率低；压力传感器12采集对应水源井21的水压，便于工作人员实时查看工作的水源井供水质量，电磁流量计13采集对应水源井21向储水罐18的供水，由于电磁流量计13安装在连接水管23上止回阀30远离水源井引水管22的一侧，且连接水管23上止回阀30远离水源井引水管22的一侧管内均充满水，保证电磁流量计13采集对应水源井21向储水罐18的供水误差小，便于计算水源井供水的日累计量。
实际使用时，三相电参采集模块11优选的采用SU306三相电参采集模块。
本实施例中，所述变频器6与供电电源31之间的供电线路上安装有电气开关5，电气开关5由水源井控制器4控制。
实际使用时，电气开关5优选的采用RXM2CB2BD DC24V继电器。
本实施例中，所述水源井控制柜25的顶部安装有防雨帽26，所述水源井控制柜25的底部安装有地脚支架27，防腐防锈。
本实施例中，所述止回阀30与放空管28的距离不大于20cm，保证放空电磁阀14关闭后，抽上来的水与止回阀30限位的水接通，避免电潜泵7带气启动。
本实施例中，所述放空管28上位于放空电磁阀14靠近连接水管23的一侧安装有手动开关29，所述放空管28上位于放空电磁阀14和手动开关29之间的管壁上安装有感光传感器15。
需要说明的是，放空管28上位于放空电磁阀14靠近连接水管23的一侧安装有手动开关29的目的是避免放空电磁阀14损坏后水源井控制单元无法运行，可通过人工配合的方式运行水源井控制单元，以备使用，放空管28上位于放空电磁阀14和手动开关29之间的管壁上安装有感光传感器15的目的是确保放空电磁阀14打开，以便电潜泵7启动，避免电潜泵7带气启动。
本实施例中，所述远程监控主机为SCADA远程监控系统，所述水源井控制器4为PLC控制模块。
本实施例中，所述水源井通信模块17为光纤通信模块，所述光纤通信模块通过光纤与SCADA远程监控系统通信。
实际使用时，PLC控制模块优选的采用S7-200Smart S20PLC控制模块，光纤通信模块优选的采用RC512-FE-S-S1光纤通信模块，同时水源井控制柜25上还安装有7062TX显示屏和蜂鸣器，实现水源井控制柜25的数显和报警提示，便于工作人员查看。
本实用新型使用时，远程监控主机控制水源井控制单元工作，水源井控制单元工作之前预先使止回阀30至限位管32末端的管内充满水；
水源井控制器4先控制放空电磁阀14开启，感光传感器15感应到外界光线后，水源井控制器4再控制电气开关5闭合，变频器6启动并根据储水罐18内液位高度驱动电潜泵7工作，当水流传感器16检测到有水流经过时，水源井控制器4控制放空电磁阀14关闭；
感光传感器15安装在所述放空管28上位于放空电磁阀14靠近连接水管23的管壁上，电气开关5安装在所述变频器6与供电电源31之间的供电线路上；
电流互感器8、电压互感器9和温度传感器10采集电潜泵7工作参数，并将工作参数传输至三相电参采集模块10处理，当电潜泵7存在故障时，水源井控制器4控制电气开关5闭合，电潜泵7停止工作；当电潜泵7工作参数正常时，变频器6根据储水罐18内液位高度调节输出频率，使储水罐18内液位高度维持在液位高度阈值范围内，水源井控制单元只有初次使用时需要预先使止回阀至限位管末端的管内充满水，水源井控制单元再次使用时，前一次停机时止回阀有效阻拦止回阀至限位管末端的管内水回流，高效稳定，使用效果好。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：包括设置在水源井(21)旁侧的水源井控制柜(25)和设置在水源井控制柜(25)内的水源井控制单元，所述水源井控制单元包括水源井控制器(4)和用于变频控制电潜泵(7)工作的变频器(6)，水源井控制器(4)上连接有与远程监控主机通信的水源井通信模块(17)以及用于采集电潜泵(7)工作参数的电流互感器(8)、电压互感器(9)和温度传感器(10)，电流互感器(8)、电压互感器(9)和温度传感器(10)均通过三相电参采集模块(11)与水源井控制器(4)连接，电潜泵(7)设置在水源井(21)内，电潜泵(7)的输出端通过水源井引水管(22)与地面上的连接水管(23)连通，连接水管(23)依次通过输水管(24)和限位管(32)与储水罐进水管(19)连通，水源井引水管(22)伸出水源井(21)的管段上安装有压力传感器(12)，连接水管(23)和限位管(32)均呈倾斜设置，所述限位管(32)靠近储水罐进水管(19)的一端高于输水管(24)与连接水管(23)连接的一端，输水管(24)与连接水管(23)连接的一端高于连接水管(23)和水源井引水管(22)连接的一端，所述连接水管(23)上安装有止回阀(30)，所述连接水管(23)上止回阀(30)靠近水源井引水管(22)的一侧设置有放空管(28)，所述连接水管(23)上止回阀(30)远离水源井引水管(22)的一侧安装有电磁流量计(13)，放空管(28)上安装有放空电磁阀(14)，放空管(28)上靠近连接水管(23)的一端设置有水流传感器(16)；
压力传感器(12)、电磁流量计(13)和水流传感器(16)均与水源井控制器(4)连接，放空电磁阀(14)由水源井控制器(4)控制。
2.按照权利要求1所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述变频器(6)与供电电源(31)之间的供电线路上安装有电气开关(5)，电气开关(5)由水源井控制器(4)控制。
3.按照权利要求1所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述水源井控制柜(25)的顶部安装有防雨帽(26)，所述水源井控制柜(25)的底部安装有地脚支架(27)。
4.按照权利要求1所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述止回阀(30)与放空管(28)的距离不大于20cm。
5.按照权利要求1所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述放空管(28)上位于放空电磁阀(14)靠近连接水管(23)的一侧安装有手动开关(29)，所述放空管(28)上位于放空电磁阀(14)和手动开关(29)之间的管壁上安装有感光传感器(15)。
6.按照权利要求1所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述远程监控主机为SCADA远程监控系统，所述水源井控制器(4)为PLC控制模块。
7.按照权利要求6所述的一种水源井一体化智能综合控制保护柜，其特征在于：所述水源井通信模块(17)为光纤通信模块，所述光纤通信模块通过光纤与SCADA远程监控系统通信。
Priority Applications (1)
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| CN202020722660.1U CN211081821U (zh) | 2020-05-06 | 2020-05-06 | 一种水源井一体化智能综合控制保护柜 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN211081821U true CN211081821U (zh) | 2020-07-24 |
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Family Applications (1)
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2020
- 2020-05-06 CN CN202020722660.1U patent/CN211081821U/zh active Active
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