[实用新型]游梁式抽油机智能控制装置

说明书

本实用新型涉及油田注水、原油集输等方面且用在游梁式抽油机上面的自动控制装置。

目前油田广泛使用的游梁式抽油机存在几个问题：第一是电动机多数处于大马拉小车的状态，普通的游梁式抽油机无法克服这个缺点，导致电动机功率因数降低。电动机效率下降，从而导致整个抽油系统效率较低，第二是抽油机一般只有三个冲次，即6次/分、9次/分、12次/分，无法满足稠油油藏和低渗透油藏以及油井后期供液不足所要求的各种冲次，在抽油时易导致光杆打架、液击等故障发生。第三是普通游梁式抽油机无法自动根据油藏供液情况自动改变抽吸参数。

本实用新型的目的在于提供一种提高整个抽油系统效率、适应油井供液情况而要求的各种冲次、可自动根据油藏供液情况自动改变抽吸参数、节约能源的游梁式抽油机智能控制装置。

本实用新型是这样实现的：它是由电流和电压传感器1、限位传感器2、可编程控制器4、变频器5、异步电动机6、游梁式抽油机7、泄放器8、能量反馈器9组成，在异步电动机6上安装电流和电压传感器1，游梁式抽油机7上安装限位传感器2，电流和电压传感器1输出端、限位传感器2输出端与可编程控制器4连接，可编程控制器4输出端连接变频器5，并控制变频器5调节异步电动机6转速。

在变频器5整流输出端可连接能量反馈器9，能量反馈器9是一逆变模块，其输出端联结电网供电线路，可将游梁式抽油机7拖动异步电动机6发出的电力反馈回电网。

在变频器5整流输出端还可连接泄放器8，泄放器8由逆变器K和制动电阻8.1或井口加热器8.2组成，将游梁式抽油机7拖动异步电动机6发出的电力泄放。

本实用新型的优点在于：适用于稀油井和稠油井，可提高整个抽油系统效率、适应油井供液情况而要求的各种冲次、可自动根据油藏供液情况改变抽吸参数，提高了电动机功率因数，节能明显。

图1为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

由图1所示：在抽油机的异步电动机6上安装电流和电压传感器1测取电机工作的参数，在抽油机7的游梁上下止点处安装限位传感器2，电流和电压传感器1输出端、限位传感器2输出端与可编程控制器4连接，可编程控制器4输出端连接变频器5，并控制变频器5调节异步电动机6转速。

在变频器5整流输出端可连接能量反馈器9，能量反馈器9是一逆变模块，其输出端联结电网供电线路，可将游梁式抽油机7拖动异步电动机6发出的电力反馈回电网。

在变频器5整流输出端还可连接泄放器8，泄放器8由逆变模块K和制动电阻8.1或井口加热器8.2组成，将游梁式抽油机7拖动异步电动机6发出的电力泄放。

本实用新型工作过程是：通过测量传感器1采集电动机电压和电流的信号和传感器2来采集抽油机的位置信号，可编程控制器4对采集到的信号进行处理并与给定条件比较来判断抽油机是否处于抽空、过载或断杆等状态，可编程控制器4把处理后的控制信号传给变频器5，变频器5对输入的控制信号做出反应，把最终的控制信号传给电动机6，通过四杆机构转换为抽油机7驴头的上下往复运动，电动机处于制动状态下产生的电能经泄放器8或能量反馈器9进行处理。传感器对采集到的信号在这个闭环中流动，同时信号在各个环节中被处理并在可编程控制器4与给定条件比较，最终控制、调整电动机旋转运动，亦控制抽油机驴头7的变速运动。

本实用新型电流和电压传感器1分别采用WB212、WB122型，限位传感器2型号为霍尔开关LP202CD，可编程控制器4选用美国平行机械公司的IPL1612A型，变频器5选用日本富士公司的FRENIC5000P7系列。

由抽油机的载荷特性可知在运动过程中不可避免的在曲柄轴上产生负扭矩，负扭矩通过减速箱、皮带传到电动机主轴，带动电动机旋转，电动机这时变成了发电机，发出的电能不能灌入变频器，否则会烧坏变频器，所以必须安装能量泄放器，原理为：三相交流电经三相全波整流模块整流变为直流电，直流电加在大电容器上，大功率晶体管逆变模块把直流电又转化为交流电，加在异步电动机5上，当有电能从逆变模块灌入电容器时，经电能泄放器8检测并控制泄放电能或通过能量反馈器9反馈回电网，电能泄放有两种方法：第一种泄放方法是在制动电阻8.1上消耗掉，第二种泄放方法是通过井口加热装置8.2用于井口加热，这两种泄放方法可根据油井具体情况选择，第一种方法比较简单，投资较少，第二种方法应用于稠油井效果很好。