一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，包括主电路和控制电路；主电路由380V三相交流电源的L1线、L2线、L3线经过塑壳断路器QF后，分为变频回路、工频回路、交流控制回路和直流控制回路四个回路；控制电路包括与变频器连接的PLC模块以及与PLC模块相接的人机界面触摸屏和油井产液量计量装置，PLC模块的输入端接有抽油机启动按钮、抽油机停止按钮和抽油机变频/工频模式选择开关。本实用新型专利技术电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作可靠性高，稳定性好，与根据油井产液量控制抽油机节能相配合的方法相配合能够达到理想的节能效果，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路
本技术属于油田开采
，具体涉及一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路。
技术介绍
油田抽油机是最常用的石油开采设备之一，也是油田的耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40％，且总体效率很低。油田抽油机负载是独具特点的时变负载，有动静负载特性之分，启动初始状态要求拖动电机的启动力矩是抽油机实际负载的3-7倍，甚至更大。因此，启动力矩是选配电机的第一要素。若启动力矩适用则负载功率必然匹配不佳，运行负载功率都远小于拖动电机的额定功率，即所谓“大马拉小车”现象。我国的油田大部分为低产能油田，有近八成的油井是含油量不高的轻载油井，开采高峰期过去以后，产液量越来越小，而在这种情况下，抽油机仍按最大功率长期连续运转，抽油机不能根据油井实际的产液量规律调节冲次，有时出现空抽现象，造成油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。石油开采中常规的节能手段有使用节能电机、改进抽油机节能和变频器调速节能等技术。节能电机一般选用永磁同步电机，成本高；改进抽油机节能一般是调节抽油机的平衡，节能效果有限；变频调速节能是另外一种被石油企业所认可的节能技术，人们提出了采用变频器控制抽油机电机，根据根据油井产液量的大小和变化量实时调整变频器的运行频率和运行时间，进而使抽油机以最佳冲次运转抽油，合理调整油井的停抽时间，达到最大限度节能的目的的方法，但是，现有技术中还缺乏电路结构简单、实现方便且成本低、工作可靠性高、实用性强的实现这种方法的基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作可靠性高，稳定性好，与根据油井产液量控制抽油机节能相配合的方法相配合能够达到理想的节能效果，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，包括主电路和控制电路；所述主电路由380V三相交流电源的L1线、L2线、L3线经过塑壳断路器QF后，分为变频回路、工频回路、交流控制回路和直流控制回路四个回路，所述变频回路经过塑壳断路器QF1后，连接变频器的三相输入端子R、S、T，进入变频器，经过变频器变频后再经过交流接触器KM1与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述工频回路经过塑壳断路器QF2后，再经过交流接触器KM2与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述交流控制回路包括变频控制电路和工频控制电路，所述变频控制电路由380V三相交流电源的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA1的常开触点开关，连接交流接触器KM2的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM1的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源的L1线；所述工频控制电路由380V三相交流电源的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA2的常开触点开关，连接交流接触器KM1的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM2的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源的L1线；所述直流控制回路由380V三相交流电源的L1线、L2线经过24V开关电源后，输出直流24V电压；所述控制电路包括与变频器连接的PLC模块以及与PLC模块相接的人机界面触摸屏和油井产液量计量装置，所述PLC模块的输入端接有抽油机启动按钮、抽油机停止按钮和抽油机变频/工频模式选择开关，所述中间继电器KA1的线圈和中间继电器KA2的线圈分别与PLC模块的两个输出端连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述PLC模块为西门子SMART200PLC。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述抽油机启动按钮为自复位按钮SB1，所述自复位按钮SB1的一端与西门子SMART200PLC的I0.7端子连接，所述自复位按钮SB1的另一端与24V开关电源的正极输出端24V连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述抽油机停止按钮为自复位按钮SB2，所述自复位按钮SB2的一端与西门子SMART200PLC的I1.0端子连接，所述自复位按钮SB2的另一端与24V开关电源的正极输出端24V连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：抽油机变频/工频模式选择开关为二位自复位旋钮开关SA3，所述二位自复位旋钮开关SA3的公共端与24V开关电源的正极输出端24V连接，所述二位自复位旋钮开关SA3的第一位置接线端与西门子SMART200PLC的用于输入外部抽油机工作在工频模式下的控制信号的I1.1端子连接，所述二位自复位旋钮开关SA3的第二位置接线端与西门子SMART200PLC的用于输入外部抽油机工作在变频模式下的控制信号的I1.2端子连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述中间继电器KA1的线圈的一端与西门子SMART200PLC的用于控制交流接触器KM1吸合的Q0.6端子连接，所述中间继电器KA1的线圈的另一端与24V开关电源的负极输出端0V连接；所述中间继电器KA2的线圈的一端与西门子SMART200PLC的用于控制交流接触器KM2吸合的Q0.7端子连接，所述中间继电器KA2的线圈的另一端与24V开关电源的负极输出端0V连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述变频器内部设置有故障报警继电器KA，所述故障报警继电器KA的常开触点开关KA-1的一端与变频器的RC端子连接，且与24V开关电源的正极输出端24V连接；所述故障报警继电器KA的常开触点开关KA-1的另一端与变频器的RA端子连接，且与西门子SMART200PLC的用于接收变频器故障信号输入的I0.6端子连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述人机界面触摸屏的正极电源端与24V开关电源的正极输出端24V连接，所述人机界面触摸屏的负极电源端与24V开关电源的负极输出端0V连接，所述人机界面触摸屏与西门子SMART200PLC的以太网接口连接。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述油井产液量计量装置的正极电源端与24V开关电源的正极输出端24V连接，所述油井产液量计量装置的负极电源端与24V开关电源的负极输出端0V连接，所述油井产液量计量装置与西门子SMART200PLC的串口连接；所述油井产液量计量装置的输入端接有用于检测环境温度的温度传感器，所述油井产液量计量装置的输出端接有用于控制缠绕在用于安装油井产液量计量装置的油井产液量计量管道上的电伴热带通断电的继电器。上述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述变频器的接地端PE和外部抽油机电机M的接地端均接地，所述变频器的PB端子与+端子之间接有制动电阻ZR，所述变频器的多功能端子X1、X2、X3、X4分别与西门子SMART200PLC的用于控制变频器正转的端子Q0.0、用于控制变频器低速转动的端子Q0.1、用于控制变频器中速转动的端子Q0.2和用于控制变频器高速转动的端子Q0.3连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：包括主电路和控制电路；所述主电路由380V三相交流电源(1)的L1线、L2线、L3线经过塑壳断路器QF后，分为变频回路、工频回路、交流控制回路和直流控制回路四个回路，所述变频回路经过塑壳断路器QF1后，连接变频器(9)的三相输入端子R、S、T，进入变频器(9)，经过变频器(9)变频后再经过交流接触器KM1与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述工频回路经过塑壳断路器QF2后，再经过交流接触器KM2与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述交流控制回路包括变频控制电路和工频控制电路，所述变频控制电路由380V三相交流电源(1)的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA1的常开触点开关，连接交流接触器KM2的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM1的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源(1)的L1线；所述工频控制电路由380V三相交流电源(1)的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA2的常开触点开关，连接交流接触器KM1的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM2的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源(1)的L1线；所述直流控制回路由380V三相交流电源(1)的L1线、L2线经过24V开关电源(2)后，输出直流24V电压；所述控制电路包括与变频器(9)连接的PLC模块(3)以及与PLC模块(3)相接的人机界面触摸屏(4)和油井产液量计量装置(5)，所述PLC模块(3)的输入端接有抽油机启动按钮(6)、抽油机停止按钮(7)和抽油机变频/工频模式选择开关(8)，所述中间继电器KA1的线圈和中间继电器KA2的线圈分别与PLC模块(3)的两个输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：包括主电路和控制电路；所述主电路由380V三相交流电源(1)的L1线、L2线、L3线经过塑壳断路器QF后，分为变频回路、工频回路、交流控制回路和直流控制回路四个回路，所述变频回路经过塑壳断路器QF1后，连接变频器(9)的三相输入端子R、S、T，进入变频器(9)，经过变频器(9)变频后再经过交流接触器KM1与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述工频回路经过塑壳断路器QF2后，再经过交流接触器KM2与外部抽油机电机M的三相电源端U、V、M连接；所述交流控制回路包括变频控制电路和工频控制电路，所述变频控制电路由380V三相交流电源(1)的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA1的常开触点开关，连接交流接触器KM2的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM1的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源(1)的L1线；所述工频控制电路由380V三相交流电源(1)的L3线经过熔断器RT1和中间继电器KA2的常开触点开关，连接交流接触器KM1的辅助常闭触点开关，再连接交流接触器KM2的控制线圈，再经过熔断器RT2后连接380V三相交流电源(1)的L1线；所述直流控制回路由380V三相交流电源(1)的L1线、L2线经过24V开关电源(2)后，输出直流24V电压；所述控制电路包括与变频器(9)连接的PLC模块(3)以及与PLC模块(3)相接的人机界面触摸屏(4)和油井产液量计量装置(5)，所述PLC模块(3)的输入端接有抽油机启动按钮(6)、抽油机停止按钮(7)和抽油机变频/工频模式选择开关(8)，所述中间继电器KA1的线圈和中间继电器KA2的线圈分别与PLC模块(3)的两个输出端连接。2.按照权利要求1所述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述PLC模块(3)为西门子SMART200PLC。3.按照权利要求2所述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述抽油机启动按钮(6)为自复位按钮SB1，所述自复位按钮SB1的一端与西门子SMART200PLC的I0.7端子连接，所述自复位按钮SB1的另一端与24V开关电源(2)的正极输出端24V连接。4.按照权利要求2所述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：所述抽油机停止按钮(7)为自复位按钮SB2，所述自复位按钮SB2的一端与西门子SMART200PLC的I1.0端子连接，所述自复位按钮SB2的另一端与24V开关电源(2)的正极输出端24V连接。5.按照权利要求2所述的一种基于油井产液量监测的抽油机节能控制电路，其特征在于：抽油机变频/工频模式选择开关(8)为二位自复位旋钮开关SA3，所述二位自复位旋钮开关SA3的公共端与24V开关电源(2)的正极输出端24V连接，所述二位自复位旋钮开关SA3的第一位置接线端与西门子S...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小根，
申请(专利权)人：陕西科沃电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61