一种抽油机冲程内频次调整系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种抽油机冲程内频次调整系统和方法，包括：主控制器、用于检测游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程的检测机构、用于控制游梁式抽油机工作频率的变频器、用于将主控制器继电器、数据通讯模块；主控制器内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值，主控制器通过两个通道连接变频器，且每一通道上都分别设有一个继电器；且检测机构连接两个继电器以根据检测机构的检测结果控制两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使主控制器通过两个通道中的一个控制变频器工作，使游梁式抽油机的电机上冲程和下冲程相应的工作在主控制器内预存储的游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。

A frequency adjustment system and method for stroke of pumping units

The invention provides a method and method for adjusting the stroke frequency of a pumping unit, which comprises a main controller, a detection mechanism for detecting the working up stroke or down stroke of a beam pumping unit, a frequency converter for controlling the working frequency of a beam pumping unit, a relay for the main controller and a data communication module for the main controller. The main controller connects the frequency converter through two channels, and each channel is equipped with a relay, and the detection mechanism connects two relays to control one of the two relays according to the detection results of the detection mechanism. The other is disconnected so that the main controller works through one of the two channels to control the frequency converter, so that the upper stroke and the lower stroke of the motor of the beam pumping unit correspond to the frequency value of the upper stroke and the lower stroke stored in the main controller.

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机冲程内频次调整系统和方法
本专利技术涉及油田机械
，具体涉及一种抽油机冲程内频次调整系统和方法。
技术介绍
石油在目前阶段还是不可替代的重要物质，因此石油开采技术一直是研究重点。在油田机械采油生产中，游梁式抽油机使用比较普遍。根据油井生产需要，现有的游梁式抽油机大多采用变频器来调节、控制冲程、冲次等生产参数，使得油井设备在一天中以一个相对固定的频率连续运行。但是在油井的生产过程中发现，相当数量的油井因复杂的地质条件、原油物性等原因，导致深井泵充满系数过低，泵效低下。而针对这种油井的特性，应该使游梁式抽油机的下冲程慢冲次，以提高深井泵充满程度；而上冲程快冲次。但是现有的采用变频器进行调节的游梁式抽油机无法实现上下冲程自动变频以提高泵效。其中，游梁式抽油机参考以下文献，本申请将这些文献全文引用于此：《东北石油大学》2014年；名称《抽油机变速运行与节能机理研究》，第四章抽油机变速驱动优化研究；作者：张金东；《石油钻采工艺》第37卷第3期，2015年5月；名称：《游梁式抽油机变速运行节能效果评价》；作者：冯子明，李琦，丁焕焕，高启明；《仪表技术与传感器》2017年第6期；名称：《游梁式抽油机功率伺服控制系统设计与开发》；作者：任旭虎，李旭，秦炳坤，于清涛。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术实施例要解决的技术问题是提出一种能够使游梁式抽油机的下冲程和上冲程工作在不同频率下的抽油机冲程内频次调整系统和方法，至少部分的解决现有技术中存在的问题。为了解决上述问题，本专利技术实施例提出了一种抽油机冲程内频次调整系统，包括：主控制器、用于检测游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程的检测机构、用于控制游梁式抽油机工作频率的变频器、用于将所述主控制器继电器、数据通讯模块；其中所述主控制器内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值，所述主控制器通过两个通道连接所述变频器，且所述每一通道上都分别设有一个继电器；且所述检测机构连接所述两个继电器以根据所述检测机构的检测结果控制所述两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使所述主控制器控制所述变频器工作，使所述游梁式抽油机的电机上冲程和下冲程相应的工作在主控制器内预存储的游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。其中，该检测机构为设置于所述游梁式抽油机上的两个常开型的金属接近开关以根据检测到的所述游梁式抽油机的位置来确定所述游梁式抽油机工作在上冲程还是下冲程。其中，该两个金属接近开关通过ZigBee无线通讯发射模块连接主控制器的ZigBee无线通讯接收模块。其中，该主控制器为模拟量发生器，所述模拟量发生器内预存储有游梁式抽油机的上冲程、下冲程的工作频率值。同时，本专利技术提出了一种利用如前任一项所述的抽油机冲程内频次调整系统的抽油机冲程内频次调整方法，包括：通过检测机构检测游梁式抽油机的上冲程的开始和下冲程的开始；根据检测机构的检测结果，控制所述两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使所述主控制器的一个通道与变频器导通，控制所述变频器相应的工作在主控制器预存储的内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。其中，该检测机构为设置于所述游梁式抽油机上的两个常开型的金属接近开关以根据检测到的所述游梁式抽油机的位置来确定所述游梁式抽油机工作在上冲程还是下冲程。其中，该两个金属接近开关通过ZigBee无线通讯发射模块连接主控制器的ZigBee无线通讯接收模块。其中，该主控制器为模拟量发生器，所述模拟量发生器内预存储有游梁式抽油机的上冲程、下冲程的工作频率值。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种抽油机冲程内频次调整系统和方法，适用于油田游梁式抽油机抽油井生产需要，自动实现下冲程慢冲次以加提高深井泵充满度、上冲程快冲次以加快井液排出。上述技术方案能够满足上下冲程自动变频提高泵效的需求，增加原油产量。附图说明图1为本专利技术实施例的结构模块图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。具体的，如图1所示的，本专利技术实施例提出的抽油机冲程内频次调整系统，包括：主控制器、用于检测游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程的检测机构、用于控制游梁式抽油机工作频率的变频器、用于将所述主控制器继电器、数据通讯模块；其中所述主控制器内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值，所述主控制器通过两个通道连接所述变频器，且所述每一通道上都分别设有一个继电器；且所述检测机构连接所述两个继电器以根据所述检测机构的检测结果控制所述两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使所述主控制器控制所述变频器工作，使所述游梁式抽油机的电机上冲程和下冲程相应的工作在主控制器内预存储的游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。如图1所示的，该检测机构为设置于所述游梁式抽油机上的两个常开型的金属接近开关以根据检测到的所述游梁式抽油机的位置来确定所述游梁式抽油机工作在上冲程还是下冲程。其中，该两个金属接近开关通过ZigBee无线通讯发射模块连接主控制器的ZigBee无线通讯接收模块。其中，该主控制器为模拟量发生器，所述模拟量发生器内预存储有游梁式抽油机的上冲程、下冲程的工作频率值。如图1所示的，在一个具体的实施方式中，本专利技术实施例提出的抽油机冲程内频次调整系统包括：金属接近开关、继电器、ZigBee无线通讯发射模块、ZigBee无线通讯接收模块、模拟量发生器。利用模拟量发生器分别设定好游梁式抽油机上冲程、下冲程频率值，并由模拟量发生器数字液晶表头显示。其工作流程为：在游梁式抽油机上冲程起始时，触发一个金属接近开关发出信号，经由ZigBee无线通讯发射模块发送、ZigBee无线通讯接收模块接受数字信号经通道传递，关闭继电器J2控制电路，启动继电器J1动作，接通模拟量发生器传输通道，变频器执行上冲程频率。在游梁式抽油机上冲程结束、下冲程开始时，触发另一个金属接近开关发出信号，经由ZigBee无线通讯发射模块发送、ZigBee无线通讯接收模块接受数字信号经通道传递，关闭继电器J1控制电路，启动继电器J2动作，接通模拟量发生器传输通道，变频器执行下冲程频率。其中，两个继电器J1、J2实现电气互锁，避免不同模拟量发生器信号的干扰，保证模拟量发生器信号传递过程中的纯净。具体的，如图1所示的，该抽油机冲程内频次调整系统包括：常开型的金属接近开关、12V小型直流继电器、高性能工业级F8913ZigBee无线通讯发射模块、高性能工业级F8913ZigBee无线通讯接收模块、4-20mA/0-20mA模拟量发生器。利用模拟量发生器分别设定好游梁式抽油机上、下冲程频率值，并由模拟量发生器数字液晶表头显示，在游梁式抽油机上冲程起始时，触发金属接近开关发出信号，经由ZigBee无线通讯发射模块发送、ZigBee无线通讯接收模块接受数字信号经通道传递，关闭继电器J2控制电路，启动继电器J1动作，接通模拟量发生器传输通道，变频器执行上冲程频率。在游梁式抽油机上冲程结束时，触发金属接近开关发出信号，经由ZigBee无线通讯发射模块发送、ZigBee无线通讯接收模块接受数字信号经通道传递，关闭继电器J1控制电路，启动继电器J2动作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机冲程内频次调整系统，其特征在于，包括：主控制器、用于检测游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程的检测机构、用于控制游梁式抽油机工作频率的变频器、用于将所述主控制器继电器、数据通讯模块；其中所述主控制器内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值，所述主控制器通过两个通道连接所述变频器，且所述每一通道上都分别设有一个继电器；且所述检测机构连接所述两个继电器以根据所述检测机构的检测结果控制所述两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使所述主控制器通过两个通道中的一个控制所述变频器工作，使所述游梁式抽油机的电机上冲程和下冲程相应的工作在主控制器内预存储的游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机冲程内频次调整系统，其特征在于，包括：主控制器、用于检测游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程的检测机构、用于控制游梁式抽油机工作频率的变频器、用于将所述主控制器继电器、数据通讯模块；其中所述主控制器内预存储有游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值，所述主控制器通过两个通道连接所述变频器，且所述每一通道上都分别设有一个继电器；且所述检测机构连接所述两个继电器以根据所述检测机构的检测结果控制所述两个继电器之中的一个导通且另一个断开，以使所述主控制器通过两个通道中的一个控制所述变频器工作，使所述游梁式抽油机的电机上冲程和下冲程相应的工作在主控制器内预存储的游梁式抽油机的上冲程频率值和下冲程的工作频率值。2.根据权利要求1所述的抽油机冲程内频次调整系统，其特征在于，该检测机构为设置于所述游梁式抽油机上的两个常开型的金属接近开关以根据检测到的所述游梁式抽油机的位置来确定所述游梁式抽油机工作在上冲程或下冲程。3.根据权利要求2所述的抽油机冲程内频次调整系统，其特征在于，该两个金属接近开关通过ZigBee无线通讯发射模块连接主控制器的ZigBee无线通讯接收模块。4.根据权利要求1所述的抽油机冲程...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，梁福元，田长友，刘吉明，陈辉，王海军，孙捷，王宇，陈鸿宇，雷仲庆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤岛采油厂，
类型：发明
国别省市：北京,11