[发明专利]采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于抽油机拖动系统的拖动控制技术，具体的涉及一种效率高能耗低的采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法。 

背景技术

节约能源是世界性的课题，也是我国既定国策。目前我国油田大约有10多万口油井抽油机成年累月不停运转，消耗着大量电力，然而每台抽油机电机效率仅在30～40％以下，功率因数不到0.3，电能的浪费十分惊人。因此，节能是石油工业长期以来一直十分重视的课题。 

因为石油抽油机的起动负载大、负荷变化大，所以必须配置大功率电动机。而同时在绝大部分正常抽油机的抽油作业期间，电动机输出功率又较小，仅在额定功率的50％以下，甚至更低，即表现为所谓“大马拉小车”现象。这就造成抽油机的拖动电机长期工作在低效率及低功率因数状态，尤其当抽油机普遍工作在该工况的情况下，不仅对一个油井，而是对整个油田、整个石油工业，甚至对国家电力造成的能源浪费相象就显得十分严重。但鉴于抽油机工况的复杂性，特殊性，长期以来没能很好解决抽油机节能这一难题。 

发明内容

本发明提供了一种设计合理，能耗低的采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法，其采用双三相异步电机连接双机自动控制配电箱的方式，实现了紧凑的双机双控方式，辅机总是跟踪主机运行，适应性强。能自动切换主机与辅机的运转，保证抽油机高效运行；还能对双电机进行全过程监控与保护， 确保抽油机安全、可靠工作。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法，其特征在于所述节能控制方法包括： 

采用一双三相异步电动机拖动抽油机，所述双三相异步电机由双转子同轴设置的主动机和辅助机构成，所述双三相异步电机连接双机自动控制配电箱，双机自动控制配电箱根据控制器所反馈的能耗信号切换主动机和辅助机的运转。 

具体实施方式中，所述节能控制方法包括： 

主动机和辅助机采用双定子结构，主动机和辅助机位于同一壳体内；所述主动机和辅助机采用两组不同功率。 

一实施方式中，所述节能控制方法包括：主动机和辅助机采用分级启动方式，主动机先启动，辅助机根据主动机的负荷大小跟随启动。 

一实施方式中，所述节能控制方法包括：所述控制节能配电箱为双机自动控制配电箱，该配电箱包括电源线上连接设置的三个继电器，所述双三相异步电动机通过该三个继电器后连接可控开关，可控开关连接所述高低速控制器；双三相异步电动机通过该三个继电器后还连接设置控制自动和手动控制开关。另一实施方式中，所述节能控制方法包括：双机自动控制配电箱分别对主动机和辅助机采用分离控制，双机自动控制配电箱选择双三相异步电动机的任一电机作为主动机。 

该采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法采用了两套定子、同轴双转子结构的双三相异步电动机，其与诸如永磁电机，变频电机，高转差电机，开关磁阻电机等相比，具有简单、可靠、具有最优经济性能指标的优点；可以有效降低现有技术中采用复杂设备和特种电机所带来的故障率高，不易维护检修的弊端。该双三相异步电动机的电动机参数可以完全按Y系列国际标准设计制造，故技术成熟、性能可靠，结构简单，易于维修，且具有最优经济技术指标。主动机和辅助机设置为两种功率，可任选主机、辅机，易与油井工况匹配。该主动机和辅助机采用分级启动，即主机先起动，辅机视主机负荷大小跟随起动， 因而可大大减少电流冲击，起动平稳，振动小，具有“软起动”效果。具体应用中，主动机和辅助机按实际安装方位定义为轴伸端为左机，风扇端为右机，左机采用大功率，右机采用小功率。 

双机自动控制配电箱可采用封闭式设计，防雨防潮。双机自动控制配电箱可以通过可控开关实现自动切换主动机和辅助机的运转，保证抽油机的高效运行，高低速控制器可以实现双三相异步电动机的主动机和辅助机的高速及低速运行控制，对双三相异步电动机进行全过程监控与保护，确保抽油机安全、可靠工作。该抽油机拖动系统节能控制装置可采用“双机双控”方式，即小功率电机和大功率电机可任选为主机，辅机总是跟踪主机运行，适应性强。本发明的有益效果在于，该采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法设计合理，能耗低，其采用双三相异步电机连接双机自动控制配电箱的方式，实现了紧凑的双机双控方式，辅机总是跟踪主机运行，适应性强。能自动切换主机与辅机的运转，保证抽油机高效运行；还能对双电机进行全过程监控与保护，确保抽油机安全、可靠工作。 

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述。 

附图说明

图1是本发明具体实施方式中该节能控制方法的实施电路原理图。 

具体实施方式

如图1所示，该采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法采用一双三相异步电动机M拖动抽油机，所述双三相异步电机由双转子同轴设置的主动机和辅助机构成，所述双三相异步电机连接双机自动控制配电箱，双机自动控制配电箱根据控制器所反馈的能耗信号切换主动机和辅助机的运转。主动机和辅助机采用双定子结构，主动机和辅助机位于同一壳体内；主动机和辅助机采用两组不同功率。节能控制方法包括：主动机和辅助机采用分级启动方式，主动机先启动，辅助机根据主动机的负荷大小跟随启动。所述控制节能配电箱为双 机自动控制配电箱，该配电箱包括电源线上连接设置的三个继电器KM1、KM2和KM3，K1、K2，可控开关连接所述高低速控制器S2。所述双三相异步电动机通过该三个继电器后还连接设置控制自动和手动控制开关S1。双三相异步电动机通过该三个继电器后还连接设置控制自动和手动控制开关。双机自动控制配电箱分别对主动机和辅助机采用分离控制，双机自动控制配电箱选择双三相异步电动机的任一电机作为主动机。经实验表明，该采油井抽油机拖动系统的智能节能控制方法不仅能够有效地降低使用电动机和控制装置的成本，还能够提高功率效率，显著降低能耗。