多功能增油控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多功能增油控制器，它包括置于地面的单台抽油机输油管线（或称出油管线）上的油量有无及大小比较传感器即液流比较器（或流量传感器），抽油机运行至上下顶点传感器（位置传感器），高性能变频器（或变频装置）及刹车用的制动单元和制动电阻，小环境控温模块及温度传感器和加热管，强电控制模块，主控ＣＰＵ模块、从控模块等。小控制器集信息技术、控制技术、计算机技术、变频调速技术、传感器技术等现代高科技技术于一身，是油田生产实际与现代高科技技术的完美结合。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多功能增油控制器，主要应用于油田抽油机电机的智能增油控制，是油田生产实际与高科技技术相结合的完美体现，实现了油田既增油又节能的采油目的。油田现采用的常规型抽油机普遍使用传统的控制方法，由于抽油机负载运行的特殊性，造成使用中的几大缺点①启动负载过高，冲击大，致使配电变压器容量及电机等配套设施选型过大。②由于井下液面恢复期不断变化，需调整冲次及冲程比才能提高产量，传统的办法是调整抽油机平衡块及更换传动轮，需停产很长时间进行调整，且人工调整的准确性很差，耗时费力，造成既减产又增加费用。本技术的目的在于克服以上弊端，而提供一种多功能增油控制器，该产品弥补了以往常规抽油机调速范围窄、机械磨损大、寿命短、耗能高等不足。本技术的目的是这样实现的它包括置于地面的单台抽油机输油管线(或称出油管线)上的油量有无及大小比较传感器即液流比较器(或流量传感器)，抽油机运行至上下顶点传感器(位置传感器)，高性能变频器(或变频装置)及刹车用的制动单元和制动电阻，小环境控温模块及温度传感器和加热管，强电控制模块，低压直流电源模块，工况显示及声光警戒器，主控CPU模块、从控模块等。液流比较器，用于检测抽油机出油率及出油量的大小，其电信号输出端经放大器及模数转换器与单片机的输入端相连，将出油信号输入给单片机进行数据处理；位置传感器，用于抽油机运行位置信息的取集，其输出端经缓冲放大器及反向驱动器或施密特触发器与单片机的输入端相连，将采集的抽油机位置信号由单片机进行处理；变频器的输入为工频动力电，输出为频率连续可调的动态可预知的电源供给抽油机电机，变频器的控制端经从控模块与CPU相连；主控模块为整个控制器的核心部件，其外围连接工况显示、声光警戒及存储器。本控制器还设有控温模块及与其相连的温度传感器和加热管，用于温度信号的采集及加热管的控制。本技术的优点在于本控制器集信息技术、控制技术、计算机技术、变频调速技术、传感器技术等现代高科技技术于一身，是油田生产实际与现代高科技技术的完美结合，为油田找到了一种切实可行的使抽油机采油量最大的方法，提高了采油设备的有效利用率，减少了空耗，节省了能源。本技术的最大特点为能够自整定，适应较恶劣的工作环境，尤其低温下可正常工作。另外本技术还具有以下特点(1)使用方便，操作简单，(2)对电网无冲击，(3)16位工业级微电脑主控，稳定、可靠，(4)技术先进，设计新颖，多重保险，外部电气特性均符合国家安全标准，(5)过载能力强，(6)智能化程度高，自动处理系统故障。本技术实现的主要功能有(1)实现了抽油机的软启动，(2)使抽油机的冲次按最大出油点自动调节，(3)按最大出油点，自动调节抽油机为上(下)快下(上)慢及均衡运行，(4)提高了抽油机泵效，(5)延长了抽油机的使用寿命，(6)节约了电能。附附图说明图1为本技术的原理框图。附图2为本技术的中央处理部分主板电路原理图。附图3为本技术的小环境控温器电路原理图。附图4为液流比较器的传感信号处理电路原理图。以下结合附图对本技术作以说明。如附图1所示，本技术的主要部分有置于地面的单台抽油机输油管线(或称出油管线)上的油量有无及大小比较传感器即液流比较器(或流量传感器)，抽油机运行至上下顶点传感器(位置传感器)，高性能变频器，小环境控温器，主控CPU模块。本技术的一个重要部件为高性能变频器；主控模块为8位单片机；液流比较器为一个，把液流量大小及出油率信息及时准确的传输给CPU；位置传感器为两个，把抽油机的特征运行状态传给CPU。本技术的工作原理是这样的该控制器内置专家系统软件包，工作时，专家系统主要依据液流比较器动态检测的出油情况信号，根据经典的数学物理模型，分析计算抽油机的出油情况，逐渐逼近的找到动静态最佳出油工作点，并且自动把抽油机调整到最佳点运行，以实现在不停产的条件下自动调冲次、调冲程比，对抽油机实现自适应自动调节与控制，提高了抽油效率，使抽油机的采油量达到最大。并可使抽油机运行于上快下慢(或上慢下快)、从而提高泵效，且操作方便。同时，实现了抽油机的软启动，可延长抽油机的使用寿命，对电网无冲击，减少了扩容费用，使抽油机的自生性能得到提高、功能更加理想。该技术成熟可靠，用户投资少，易于普及，极大地降低了采油成本，增加产油量。本控制器采用高性能变频器，将380V/50Hz交流电变为380V、0.5～400Hz动态可预知调节的智能电源供给抽油机电机，输出匹配于负载的驱动电源，从而实现本控制器的各项功能要求。如附图2所示，IC1为PHILPS公司的P89C54高性能单片机，完成本控制器的核心处理；IC3(8279)为键盘及显示驱动模块，IC4～IC9、IC16配合IC3完成键盘按键处理及显示驱动，其中IC4(74HC138)为三-八译码器，IC5、IC6、IC7、IC8、IC9、IC16为驱动器；IC12(DA0832)为数模转换器，与IC13共同完成数字量到模拟量的转换，提供给变频器的模拟控制信号即由此而来；IC14B、IC14C为位置传感器的施密特反向驱动器，完成位置信号的输入转换；IC15为继电器输出驱动器，控制电机启停的信号即由此而来；IC10为本控制器复位芯片；IC11为参量存储芯片；其它芯片为本控制器的辅助处理芯片。J1为键盘接口，J2为显示器接口。M1、M2、M3、M4,B1,J4为本控制器的直流电源部分。如附图3所示，U6为小环境控温器的核心处理芯片，是PHILPS公司的P87LPC767高性能单片机；U1、U2、U11、U12为温度信号的放大处理芯片，完成温度信号的采集、处理及交付给CPU；N1、N2为驱动继电器的三极管，JD1、JD2为继电器，控制加热管的通电与断电。POW为本控制器提供给小环境的低压直流电源接口。如附图4所示，IC1为W78E54单片机，完成液流信号的核心处理；IC2(AD0809)为模数转换芯片，完成模拟量到数字量的转换；IC6、IC7、IC8均为放大器，共同配合完成液流信号的采集与处理，其它芯片及元件起辅助功能。液流比较器的工作原理是这样的因为抽油机的出油是脉动的，所以液流比较器不但能检测出出油次数的多少即出油率，而且能检测出每次出油量的大小，电路中的AD0809模数转换器就用来完成这个功能，出油信号的有无及大小通过它都能准确地反应到单片机，单片机即根据它转换来的数字信号进行有关处理。权利要求1.一种多功能增油控制器，它包括液流比较器、位置传感器、变频器、强电控制模块、主控CPU模块和从控模块，其特征在于液流比较器，用于检测抽油机出油率及出油量的大小，其电信号输出端经放大器及模数转换器与单片机的输入端相连，将出油信号输入给单片机进行数据处理；位置传感器，用于抽油机运行位置信息的取集，其输出端经缓冲放大器及反向驱动器或施密特触发器与单片机的输入端相连，将采集的抽油机位置信号由单片机进行处理；变频器的输入为工频动力电，输出为频率连续可调的动态可预知的电源供给抽油机电机，变频器的控制端经从控模块与CPU相连；主控模块为整个控制器的核心部件，其外围连接工况显示、声光警戒及存储器。2.根据权利要求1所述的多功能增油控制器，其特征在于它还设有控温模块及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能增油控制器，它包括液流比较器、位置传感器、变频器、强电控制模块、主控ＣＰＵ模块和从控模块，其特征在于：液流比较器，用于检测抽油机出油率及出油量的大小，其电信号输出端经放大器及模数转换器与单片机的输入端相连，将出油信号输入给单片机进行数据处理；位置传感器，用于抽油机运行位置信息的取集，其输出端经缓冲放大器及反向驱动器或施密特触发器与单片机的输入端相连，将采集的抽油机位置信号由单片机进行处理；变频器的输入为工频动力电，输出为频率连续可调的动态可预知的电源供给抽油机电机，变频器的控制端经从控模块与ＣＰＵ相连；主控模块为整个控制器的核心部件，其外围连接工况显示、声光警戒及存储器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田景利，王洪亮，
申请(专利权)人：田景利，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]