[实用新型]抽油机智能拖动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抽油机智能拖动装置，属于石油开采行业中机械采油技术领域。 

背景技术

目前，油田应用的抽油机为克服启动力矩大，选用的电动机远远大于实际所需的功率，处于大马拉小车的轻载状态，电动机利用率只有50％左右，功率因数低，浪费能源；抽油机是工频运行，不方便调整冲次、冲程，难于达到最佳运行工况，直接影响原油产量；另外，由于抽油机是变负荷状态，下行时电动机处于发电状态，对电网造成严重谐波污染，这是多年来困扰机械采油的重大难题。 

发明内容

为了克服现有抽油机拖动装置能耗大、调产不便、下行状态电动机产生发电导致谐波污染电网的缺点，本实用新型提供一种抽油机智能拖动装置。 

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：抽油机智能拖动装置是由示功图变送器、动液面变送器、抽油机冲次变送器、电流变送器、电压变送器、功率因数变送器、数据采集模块、显示操作屏、优化给定模块、实时工况模块、智能控制模块、专用变频器、磁力启动器、总电源开关和控制柜组成，其特点是：在抽油机上安装有示功图变送器，示功图变送器上接悬绳器下接抽油杆，动液面变送器安装在井口上并对准油管与套管之 间的环形空间，抽油机冲次变送器安装在减速器输出轴上，控制柜安装在电动机右侧，控制柜上层的面板上安装有显示操作屏，内部安装有数据采集模块、优化给定模块、实时工况模块、智能控制模块，控制柜下层安装有专用变频器、电流变送器、电压变送器、功率因数变送器、磁力启动器和总电源开关，示功图变送器、动液面变送器、抽油机冲次变送器、电流变送器、电压变送器、功率因数变送器分别与数据采集模块的输入端连接，数据采集模块的输出端分别与显示操作屏、优化给定模块、实时工况模块的输入端连接，优化给定模块与实时工况模块的输出端分别与智能控制模块输入端连接，智能控制模块的输出端与专用变频器的控制端连接，专用变频器输出端通过动力电缆经磁力启动器与电动机连接，在专用变频器输出端与电动机连接的动力电缆上连接有电流变送器、电压变送器、功率因数变送器，总电源开关上接电网下接专用变频器的输入端。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型抽油机智能拖动装置与现有技术比较，由于应用专用变频器改变电动机电源频率，使之自动调节抽油机冲次，从而提高原油产量，并使电动机输出功率与实际负荷相匹配，克服了大马拉小车现象，节省了能源，并抑制了抽油机下行状态下电动机产生发电导致对电网的谐波污染。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明： 

图1是抽油机结构示意图 

图2控制柜结构示意图 

图3是抽油机智能拖动装置工作原理方框图 

图中： 

1、示功图变送器                   2、动液面变送器 

3、抽油机冲次变送器               4、数据采集模块 

5、显示操作屏                     6、优化给定模块 

7、实时工况模块                   8、智能控制模块 

9、专用变频器                     10、电动机 

11、电流变送器                    12、电压变送器 

13、功率因数变送器                14、总电源开关 

15、磁力启动器                    16、减速器 

17、悬绳器                        18、抽油杆 

19、油管                          20、套管 

21控制柜 

具体实施方式：

如图1至图3所示本实用新型抽油机智能拖动装置，是由示功图变送器1、动液面变送器2、抽油机冲次变送器3、电流变送器11、电压变送器12、功率因数变送器13、数据采集模块4、显示操作屏5、优化给定模块6、实时工况模块7、智能控制模块8、专用变频器9、磁力启动器15、总电源开关14和控制柜21组成。在抽油机上安装有示功图变送器1，示功图变送器1上接悬绳器17下接抽油杆18，动液面变送器2安装在井口上并对准油管19与套管20之间的环形空间，抽油机冲次变送器3安装在减速器16输出轴上，控制柜 21安装在电动机10右边，控制柜上层的面板上安装有显示操作屏5，内部安装有数据采集模块4、优化给定模块6、实时工况模块7、智能控制模块8，控制柜下层安装有专用变频器9、电流变送器11、电压变送器12、功率因数变送器13、总电源开关14和磁力启动器15。其中示功图变送器1、动液面变送器2、抽油机冲次变送器3、电流变送器11、电压变送器12、功率因数变送器13的测量信号分别与数据采集模块4输入端连接，同时数据采集模块4的输出端分别与显示操作屏5、优化给定模块6和实时工况模块7的输入端连接，优化给定模块6与实时工况模块7的输出端分别与智能控制模块8输入端连接，智能控制模块8的输出端与专用变频器9的控制端连接，数据采集模块4将上述各变送器的测量信号转换成数字信号通过屏蔽电线与显示操作屏5连接进行显示，数据采集模块4分别将数字信号传输给优化给定模块6产生最佳优化给定值、传输给实时工况模块7产生实时工况测量值，将最佳优化给定值与实时工况测量值同时传输给智能控制模块8，智能控制模块8将最佳优化给定值与实时工况测量值进行比较生成控制指令，智能控制模块8的输出端与专用变频器9的控制端连接，智能控制模块8将控制指令传输给专用变频器9改变电源频率，专用变频器9输出通过动力电缆经磁力启动器15与电动机10连接，从而改变抽油机冲次，实现抽油机自动调节冲次提高产油量，并使电动机输出功率与实际负荷达到精确匹配，克服了大马拉小车现象，既提高了产量又节省了能源，在专用变频器9输出端与电动机连接的动力电缆上连接有电流变送器11、电压变送器12、功率因数变送器13；总电源开关上接电网下接专用变频器的输入端。另外在抽油机下行时，抽油机会带 动电动机进入发电状态，这时智能控制模块8将自动发出控制指令，提高专用变频器9输出的电源频率来提高电动机10转速，从而抑制电动机的发电状态，消除了谐波对电网的污染。