[实用新型]一种油田用远程电气控制系统

说明书

本实用新型公开了一种油田用远程电气控制系统，主要由井场电源、地面控制单元、电能输送通道和井下电动工具组成，地面控制单元由主回路和控制回路组成。利用油田专用作业设备，将电能输送通道和井下电动工具放置于井筒内指定深度后，通过地面控制单元的人机交互模块设置系统初始参数，主回路及控制回路根据设定的初始参数和实时检测到的井下电动工具的运行参数，可以实时调整地面控制单元的输出电压和频率，从而始终保证井下电动工具工作在最佳工作状态下。本实用新型与现有油田远程电控系统相比，具有输出电压和频率自动调整，操作方便，自动化程度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及石油工程技术领域的一种控制系统，尤其是一种油田用远程电气控制系统。

背景技术

随着石油工程技术的不断发展，越来越多的井下电动工具在油田各个领域发挥着重要作用。比如用于采油领域的电动螺杆泵和潜油电泵，用于钻井领域的井下电动马达，以及用于振动固井领域的井下电动套管振荡器，此类井下电动工具多为交流变频电机驱动，且在距离地面几千米的井下工作，因此都涉及到对井下电动工具的远程控制问题。

目前，这些井下电动工具存普遍存在以下不足：一是在固定频率下工作，没有变频功能，导致井下电动工具无法在最佳状态下运行；二是井下电动工具的负载有时变化较大，导致交流变频电机的工作电流有较大变化，由于井下电动工具是远距离（距离长达几千米）供电，所以电流变化，会造成远距离供电压降变化，在这种情况下，要使井下电动工具在额定电压下工作，必须随时调整地面控制单元的输出电压，现在为手动调整，不仅操作不便，而且具有滞后性，严重时会由于操作不当，导致井下电动工具无法工作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服现有井下电动工具远程控制存在的不足，提出一种油田用远程电气控制系统。该控制系统实现了远程变频控制，以及地面控制单元输出电压随井下电动工具电流变化实时自动调整功能，具有运行效率高，操作方便的优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种油田用远程电气控制系统，包括井场电源1、地面控制单元2、电能输送通道3和井下电动工具4组成；所述地面控制单元2由主回路和控制回路两部分组成，主回路由进线断路器6、变频器7、正弦波滤波器8、升压变压器9和真空接触器10电连接组成；控制回路由可编程控制器、测量仪表、人机交互模块17电连接组成，其特征在于，所述地面控制单元2的输入端接井场电源1，电能输送通道3的一端连接地面控制单元2的输出端，另一端连接井下电动工具4的输入端；其中，井场电源1连进线断路器6的输入端，进线断路器6的输出端连变频器7的输入端，变频器7的输出端连正弦波滤波器8的输入端，正弦波滤波器8的输出端连升压变压器9的输入端，升压变压器9输出端连真空接触器10的输入端。

可编程控制器包括485通讯模块11、CPU12、数字量输出模块13和模拟量输出模块14；测量仪表包括电流仪表15和电压仪表16，所述485通讯模块11通过RS485通讯端连接并接收电流仪表15和电压仪表16测得的实时数据；CPU12通过以太网与人机交互模块17通讯连接；数字量输出模块13与变频器7和真空接触器10连接并通过数字输出控制变频器7和真空接触器10的运行和停止；模拟量输出模块14通过模拟量输出控制变频器的输出电压和频率。

井下电动工具4为交流变频电机驱动。

电能输送通道3为强力电缆。

与现有井下电动工具的远程控制系统相比，本实用新型控制系统及控制方法具有以下优点：

（1）具有远程变频控制功能，可以根据井下电动工具的运行频率，随时设定地面控制单元的输出频率，使井下电动工具在最佳状态下运行，提高效率；

（2）地面控制单元输出电压随井下电动工具电流变化实时自动调整，自动化程度高，操作方便，运行可靠。。

附图说明

图1为本实用新型油田用远程电气控制系统具体应用示意图；