[实用新型]一种数字化抽油机控制柜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字化抽油机控制柜，属于油田数字化技术领域。

背景技术

油田自推广实施数字化油田以来，抽油机作为油田开发的主要设备及耗能大户，受到了极大的关注。数字化抽油机是针对目前数字化建设现场施工中安装工作量大、野外施工难度大、油田现场动火、动电危险度高、设备集成度低、各施工单位安装方式不统一等问题而研制的新产品。要求数字化抽油机满足以下功能：

(1)系统应具备油井载荷、位移和三相电参数自动采集功能；

(2)系统应具备冲次调节功能；

(3)系统应具备平衡度调节功能；

(4)系统应具备主电机保护功能。

因此，针对油田复杂的地理环境下、占生产井总数的1/3、产量在1-2m3/d的低产井工况，需设计一套完成上述各项功能的集中式控制柜体。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种数字化抽油机控制柜。

一种数字化抽油机控制柜,含有以下步骤；

步骤1)、数据采集；

通过RTU、载荷传感器、角位移传感器、电量模块、电流互感器、显示模块采集基本的运行数据、示功图、电流图、功率图；

通过显示模块显示冲次、平衡度信息；显示模块与RTU通过RS485连接；

步骤2)、冲次调节、启停控制、主电机保护；

通过RTU实现冲次自动调节、和远程手动调节，通过控制面板实现冲次本地手动调节；

通过RTU、控制面板、启停控制继电器、交流接触器实现抽油机的启停控制，通过RTU实现远程启停控制，通过控制面板实现本地启停控制；

RTU通过对电机电量参数和变频器状态的采集，控制抽油机在变频工作状态下异常停止，实现对主电机的保护；

通过RTU对电机电量参数的采集，和电机综合保护器的作用，控制抽油机在工频状态下的异常停止，实现对主电机的保护；

变频器与RTU通过RS485连接，与显示模块共用RTU同一个通信接口；

步骤3)、平衡调节、平衡电机保护；

通过RTU实现平衡自动调节，通过控制面板实现平衡本地手动调节；

RTU通过对电流变送器的采集，可实现对调平衡电机的电流保护；通过限位信号可实现平衡电机的限位保护；

步骤4)、数据通信；

RTU通过通信模块、天线实现与井场主RTU的通信，再通过井场主RTU实现与上位机的通信；

控制器通过AI接口实时采集负荷传感器、电流变送器和角位移传感器信号，形成示功图和电流图。

还含有以下步骤；

控制器通过AI接口采集汇管压力变送器，计算汇管压力；

控制器通过DI接口采集冲次和平衡度的自动、手动调节状态，以此确定是否进行自动调节计算；

控制器通过DI接口采集平衡调节电机的行程开关，在自动调节时，控制调节的运行状态；

控制器通过DO接口控制外接继电器，可直接控制抽油机的启停；

控制器通过DO接口控制外接继电器，控制调平衡电机的运行；

控制器通过RS485接口与LED显示器连接，显示当前冲次和当前平衡度；两者之间通信协议为ModbusRTU，其中LED显示器为从站，控制器为主站；

控制器通过RS485接口与电量模块连接，主要采集三项电参数据；两者之间通信协议为ModbusRTU，其中电量模块为从站，控制器为主站；

控制器通过RS485接口与变频器连接，读取变频器可提供的各类数据信息，并可通过变频器控制抽油机的启停；两者之间通信协议为ModbusRTU，其中控制器为主站，变频器为从站；

控制器通过RS232/RS485接口与无线通信模块连接，实现其与井场主RTU的通信，进而实现与站控系统的通信；

控制器通过AUDIO与报警器连接，实现抽油机的启停报警；

控制器通过24V开关电源供电，内部再通过隔离的5V开关电源为控制器的核心电路供电；24V电源同时为仪表及IO接口电路供电。