[发明专利]一种油田用的水源井变频节能监控系统

说明书

技术领域

本发明属于节能监控电器设备技术领域，具体涉及一种油田用的水源井变频节能监控系统。

背景技术

目前，公知的油田水源井主要存在的问题有：

现有水源井井下电潜泵型号为130ZTQ20-400 ～700，电潜泵异步电动机YQS200-45至YQS200-75，最小异步电动机功率45KW，最大异步电动机75KW，出水管柱采用φ76×5.5油管，电缆采用35 mm²～50mm²防水电缆，地面控制柜采用自偶降压启动，控制柜功率为55～75KW，由于大部分水源井的泵容量大、管线设计规格小，造成泵容量与管线设计规格不相匹配的缺陷。电潜泵的实际负荷远小于其额定功率，处于大马拉小车的工况，造成了节流运行或反输回流等现象，而且功率因数小，因没有采取相应的节能措施，浪费电能十分严重。

电潜泵控制方法简单，采用自偶降压启动，可靠性差，电路经常出现故障，控制方法单一，直接影响水源井向地面供水的正常进行。

水源井因未装水位监测装置，动液面无法检测，每次修井时，只能通过出水管观察静液面，每年因水抽干不能自动断开电，导致烧坏的电潜泵占每年整个水源井电潜泵损坏的65%左右，电潜泵空转不安全，同时还存在着浪费大量电能的问题，结果导致修井周性期短、费用高，修井工劳动强度大，水源井供水不足，向地层注水量减少，严重影响了原油产量的完成。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中由于油田水源井电潜泵没有采取节能措施，造成电能浪费严重以及水抽干时电潜泵空转不能自动断电的问题。

为此，本发明提供了一种油田用的水源井变频节能监控系统，包括电潜泵、驱动电潜泵的异步电动机以及与电潜泵连接的出水管线，上述出井口水管线上安装有压力变送器,所述压力变送器测得出水压力将其转化为4～20mA电信号；压力变送器电连接PLC的I/O模块；PLC的I/O端模块连接变频器操作面板控制变频器，变频器连接控制异步电动机；

所述电潜泵连接的井口出水管线设置有液位传感器，所述液位变送器与PLC的I/O模块电连接；

所述井口出水管线上设置有与PLC的I/O模块电连接的流量计。

 所述PLC2的I/O模块上设置有7个输入端口和10个输出端口。

所述的7个输入端口包括2个数字量输入端口和5个模拟量输入端口；所述的10个输出端口包括9个数字量输出端口和1个模拟量输出端口。

变频器为ABB变频器，采用ACS510系列，额定容量为55～90KW。

本发明的有益效果：本发明提供的这种油田用的水源井变频节能监控系统，节能效果显著，使电潜泵功率因数提高到0.95以上，综合节电率达到20%以上，同时减少了供电线路的损耗，增加了变压器的带载能力；在开、停机时减小了电流对电网的冲击以及管内压力对管网系统的冲击；减小了电潜泵、异步电动机自身的机械冲击损耗。确保了水源井正常供水、向地层注水的正常进行，保证了生产的畅通无阻，为油田正常化生产提供了可靠的节能监控设备。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是恒压控制系统的基本特征图示意图；

图2是管网及电潜泵的运行特性曲线图；

图3是电潜泵的控制流程示意图；

图4是变频器控制接线图；

图5是PLC及扩展模块外围接线图；

图6是本发明的控制回路接线图；

图7是本发明的端子接线图。

附图标记说明：1、压力变送器；2、PLC；3、变频器；4、异步电动机；5、电潜泵；6、软启动器。

具体实施方式

实施例1：

为了使水源井的供水系统稳定运行，供水系统必须同时满足扬程特性和管阻特性。扬程特性是以系统管路中的阀门开度不变为前提，表明电潜泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线。扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q间的关系H=f(Q)。

管阻特性是以电潜泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下扬程H与流量Q之间的关系曲线。管阻特性反映了电潜泵的能量用来克服电潜泵系统的水位及压力差、水在管道中流动阻力的变化规律。改变阀门开度，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。