抽油机新型供电控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及机电一体化系统，抽油机新型供电控制系统，包括电源和变频器，控制器单片机连接变频器，变频器接通电机，电机外部设有上下位置传感器，传感器接通控制器单片机。本实用新型专利技术采用变频调速技术，通过上、下死点位置传感器控制变频调速器上、下冲程输出不同频率的电源，从而使电动机上、下冲程转速不同，可无级调节抽油机上、下冲程速比，根据井下供液情况，自动调整抽油井工作制度。实现了真正的软启动，延长设备使用寿命，减少停产时间，提高生产效率，提高功率因数，减少供电电流，减轻电网及变压器的负担，降低线损，挖掘出大量的“扩容”潜力。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机电一体化系统，特别是供电控制系统。
技术介绍
目前我国各油田采油用最广泛的是游梁式抽油机，它们的电控系统采用方法种类繁多，现节能电控装置应用主要有星/三角转换控制控制简单，投资省，对负载率在30％以下油井有明显节能效果，但在使用上有局限性。间抽控制器低产油田抽油机上采用节能效果明显，能实现定时控制抽油。可控硅软起动调压控制节能效益与投资不成正比，对电网及电机均有影响，其节省的只是电动机自身损耗的一部分。高转差电机拖动控制节能效果明显，一般在8％～15％左右，J并有软的机械特征，是目前油田采用较多的电气拖动方式，不能根据油田地下液量情况，方便调整采油系数。油田在采油过程中，抽油机工作采用电机带动减速机，减速机带动两端曲柄，曲柄装有配重曲柄带动连杆，连杆推动游梁，游梁上装有驴头，驴头连接井下抽油泵。做往复运动，完成抽油过程。从工艺或某些特定条件的需要出发，要调整冲次，目前均采用较笨重的方法，由专业人员到现场拆换皮带轮尺寸方法来实现，整个过程需停机进行，执行该任务时费事，费时，劳动强度大，影响产量。启动时机械冲击大，减少设备寿命，生产效率低，功率因数低，电器配置容量大，容量大，智能程度低，操作维护困难，浪费能源。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述不足问题，提供一种抽油机新型供电控制系统，节约能源、操作简便、减轻工人的劳动强度、增加产量、提高抽油机的智能化水平。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是抽油机新型供电控制系统，包括电源和变频器，控制器单片机连接变频器，变频器接通电机，电机外部设有上下位置传感器，传感器接通控制器单片机。所述变频器内设有制动电路、回馈电路、无线电干扰、滤波器、线路电抗器和防雷击装置。所述供电控制系统为丛式井抽油机供电系统，每一抽油机与一新型供电系统电机连通，三组新型供电系统并联，变频器经共用供电直流母线连接电机。本技术采用新型供电控制系统，由于采用变频调速技术，通过上、下死点位置传感器控制变频调速器上、下冲程输出不同频率的电源，从而使电动机上、下冲程转速不同，可无级调节抽油机上、下冲程速比，还可以根据实际需要分别地调整每一冲程下行程的速度，可以提高原油在泵的充满度；而适当提高上行程的速度，则可以减少在提升过程中的漏失系数，有效地提高单位时间内的原油产量，根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度。针对抽油机载荷的特殊性和野外工作特点，把制动电路，回馈电路，无线电干扰，滤波器，线路电抗器和防雷击装置集成到变频器中，增强整机的可靠性，内置专用运动控制程序，可根据油井实际情况设置油井工作参数和工作方式，经过运算处理自行调整油井工作，改变抽油井的冲程、冲次，达到上、下冲程间的平稳过度，控制系统可根据井下供液情况，自动调整抽油井工作制度。实现了真正的软启动，对电机、对变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，延长设备使用寿命，减少了停产时间，提高生产效率，提高功率因数，减少了供电电流，减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，挖掘出大量的“扩容”潜力。采用共用直流母线，将其直流母线联结在一起，利用各变频器的回馈能量不可能同时发生的原理，将某一台变频器的回馈能量，作为其它变频器的动力，节约能量防止泵升电压产生，共用直流母线可以大大减少制动单元的重复配置，结构简单，经济可靠，由于各变频器直流环节并联电容器的储能容量较大，故各变频器直流中间环节的直流电压恒定，各电机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特征，并使系统具有较高的节能效果。达到节约电能的目的，使其更具有环保意义。采用本技术后功率因数由0.3～0.5上升到0.9以上，减少了无功损耗，减轻电网及变压器负担。通用性强，能满足不同油井多种工艺要求，具有过压，欠压，过载，短路，缺相，漏电及失速等多项保护功能，更精确可靠地保护电动机。共用直流母线回馈能量，能量回馈互补，优化了系统的动态特征，使系统具有较高的节能效果，达到了节约电能的目的，节电30％～50％，使其更具有环保意义，操作简单方便，所有参数调节易于掌握。附图说明图1为本技术原理框图。图2为三个井位丛式井控制系统框图。图3为三个井位丛式井控制系统电路图。图4为三个井位丛式井进场供电示意图。图5为四个井位丛式井控制系统框图。图6为四个井位丛式井控制系统电路图。具体实施方式实施例1如图1所示的抽油机新型供电控制系统，包括电源5和变频器2，变频器内集成有制动电路、回馈电路、无线电干扰、滤波器、线路电抗器和防雷击装置，控制器单片机1连接变频器，变频器接通电机3，电机外部设有上下位置传感器4，传感器接通控制器单片机。实施例2如图2所示的三个井位丛式井控制系统，三个井位安装三台游梁式八型抽油机6，每台抽油机配置22KW.380V.8极电机3一台，供电控制系统为三个井位丛式井抽油机供电系统8，每一抽油机与上述新型供电系统电机连接，三个供电系统并联，变频器经共用供电直流母线7连接电机，电源控制柜9接通电源供电。具体电路见附图3，包括交流电源、整流桥、直流母线，供电回路及若干个变频器，电动机需要的能量是以直流方式通过PWM变频器输出。由于抽油机属位能负载，尤其当配重不平衡时，在抽油机工作的一个冲程周期中，会出现电动机再生工作状态(发电状态)电动机由于位能惯性其转速会超过同步速度，再生能量通过与变频器逆变桥功率开关器件，并联的续流二级管整流作用反馈到直流母线。冲次每分钟2.4.6.10.12.14.可任意设定，每次往复上、下行程速度可分别设定，三台抽油机采用公用母线回馈电能，节电率可达30％以上，因采用上、下行分别控制，提高产液量，增加产量，因冲次可任意设定，减轻了工人调换皮带轮的工作，从而减轻劳动强度，减少停机时间，抽油机有完善的保护功能，智能化程度高。权利要求1.抽油机新型供电控制系统，包括电源和电机，其特征是控制器单片机(1)连接变频器(2)，变频器接通电机(3)，电机外部设有上下位置传感器(4)，传感器接通控制器单片机。2.根据权利要求1所述的抽油机新型供电控制系统，其特征是变频器(2)内设有制动电路、回馈电路、无线电干扰、滤波器、线路电抗器和防雷击装置。3.根据权利要求1或2所述的抽油机新型供电控制系统，其特征是供电控制系统为丛式井抽油机供电系统，每一抽油机(6)与一新型供电系统电机连通，三组新型供电系统并联，变频器经共用供电直流母线(7)连接电机。专利摘要本技术涉及机电一体化系统，抽油机新型供电控制系统，包括电源和变频器，控制器单片机连接变频器，变频器接通电机，电机外部设有上下位置传感器，传感器接通控制器单片机。本技术采用变频调速技术，通过上、下死点位置传感器控制变频调速器上、下冲程输出不同频率的电源，从而使电动机上、下冲程转速不同，可无级调节抽油机上、下冲程速比，根据井下供液情况，自动调整抽油井工作制度。实现了真正的软启动，延长设备使用寿命，减少停产时间，提高生产效率，提高功率因数，减少供电电流，减轻电网及变压器的负担，降低线损，挖掘出大量的“扩容”潜力。文档编号H02P27/04GK2872736SQ20062008925公开日2007年2月21日 申请日期2006年2月11日 优先权日2006年2月11日专利技术者栾宗宝 申请人:大连诺亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
抽油机新型供电控制系统，包括电源和电机，其特征是：控制器单片机（１）连接变频器（２），变频器接通电机（３），电机外部设有上下位置传感器（４），传感器接通控制器单片机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾宗宝，
申请(专利权)人：大连诺亚电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]