[实用新型]一种智能型油井加热双闭环中频电源

说明书

技术领域

本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种用于石油开采中的智能型油井加热双闭环中频电源。

背景技术

目前油田中还在使用的普通中频电源或工频电源装置，它无温度闭环系统，而是人为的给出功率值给油井加热，该值是从经验中摸索得来，使得在运行一段时间里，装置不能显示功率是偏大还是偏小，若偏大就造成浪费能量，若偏小加热时间加长，产液效率低下，这种运行状态是取决于操作人员的责任心和工作态度，不能自动控制。原油有一个最佳的温度开采点，如果中频电源能快速、稳定地保持油温在最佳开采点上，则节能效果和生产效率的综合指标将处于最佳的状况。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种实现井口温度的闭环控制的智能型油井加热双闭环中频电源。

本实用新型是这样实现的，

一种智能型油井加热双闭环中频电源，包括控制油井空心抽油杆加热的中频电路，中频电路包括不控整流单元、逆变单元以及中频变压器，通过不控整流单元接入工频电网，还包括：

设置温度采样单元对油井空心抽油杆采集实时温度；

设置积分控制器，积分控制器用于将采用温度与给定温度进行比较；

设置驱动单元，接受积分控制器的比较结果并转换为脉冲宽度调制，用于调节中频电路中逆变单元输出功率的大小，实现采样温度下降时，加热功率能自动地、实时地线性递增，最后达到系统相对稳定运行的状态。

进一步地，不控整流单元与逆变单元之间设置软启动单元，软启动单元与积分控制器连接，三相交流电经不控整流单元，整流成直流电压，通过软启动单元中的电阻限流后给滤波电容充电，在一段时间延时后，由积分控制器输出脉冲信号，将软启动单元中并联在电阻上的可控硅触发导通，即切除充电限流电阻，直流电压达到一定值后，逆变单元才开始工作。

进一步地，积分控制器中的积分控制器发出比较信号让驱动单元产生移相控制信号，控制由IGBT功率器件组成的逆变单元导通与关断，逆变单元有输出电压后，经中频变压器隔离并升压后，接到空心抽油杆上，在中频变压器输出侧串有无感电容，与感性负载实现谐振，使装置的输出效率最高。

进一步地，逆变单元采用单相全控逆变桥，由两个半桥电路组合而成，负载跨接在两个半桥的输出端之间。

进一步地，该中频电源在中频变压器的输出端设置有功率采样单元，该功率采样单元与比较积分控制器连接，将取自负载侧的电流，将负载侧的电流信号同样送到积分控制器，同时积分控制器根据电流信号对输出电流进行保护性的控制，防止过电流的出现。

进一步地，该中频电源在不控整流单元的输入端设置电压采样单元，该电压采样单元信号与积分控制器连接，将电压信号送到比较积分控制器，经过整流、稳压达到与积分控制器的接口电压相匹配；同时积分控制器根据电压采样信号对输入电压进行保护性的控制，防止过电压的出现。

进一步地，该中频电路的直流环节中由两根导线引出预留接口，可以与本油井抽油机的变频调速装置做有机的结合。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在保证负载安全的前提下，实现井口温度的闭环控制、伴随出现的是负载闭环，这就可以控制电加热的功率一直处于满足生产的最小能量输出状态；

本实用新型采用频率跟踪技术可以使得逆变单元始终工作在负载近谐振状态，使功率能获得最大值。

本实用新型当检测温度与设定值温度差值比较大时，特别是在开井阶段，需进行快速PID调节，这时采用积分控制器，就能有较大的功率输出，以提高系统的响应速度；当温度差值比较小时，还能通过不断的修改调整参数，最终可以做到稳定输出，防止了系统过调状态出现。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的设备结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的积分控制器的控制原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种智能型油井加热双闭环中频电源，包括控制油井空心抽油杆加热的中频电路，中频电路包括不控整流单元1、逆变单元2以及中频变压器13，通过不控整流单元1接入工频电网，还包括：

设置温度采样单元8对油井空心抽油杆4采集实时温度；

设置积分控制器6，该积分控制器6用于接收温度采样单元8并与其内设置的给定温度进行比较；