一种控制抽油机间歇式工作的节电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种控制抽油机间歇式工作的节电装置，包括设置在井口测压的压力传感器、接收压力传感器模拟信号进行转换的A/D转换器、接收A/D转换器信号的控制单元、根据控制单元的信号启停抽油机电机的继电器装置、与控制单元连接显示当前各种状态的显示装置、根据控制单元的信号发出报警信息的报警装置和操作控制单元的输入设备。本实用新型专利技术利用井口压力传感器，实时监测油井的负荷变化，应用单片机进行智能控制抽油机井，根据油井的负荷控制抽油机的启动停止工作，缩短抽油机井工作时间，节约电能不减产量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种油田设备，具体涉及一种根据井口油压自动调节抽油机工作状态的节间歇抽油装置。
技术介绍
我国的大部分油田不具有很强的自喷能力，多为低渗透的低能、低产油田，所以在我国石油的主要开采手段是采用抽油机进行地面抽汲的方式。近年来随着对石油的连续开采，部分油井已进入开采的中后期，油层出现明显的供液能力不足，使得抽油机正常工作时多是以轻载运行，有时还会出现不同程度的“泵空”，即所谓的抽油机空抽。空抽时油泵在上冲程时充满度非常低，井口油管基本上不出油，明显的一个现象是导致光杆发烫，冒烟。对采油设备来说，长时间泵空会产生井喷、气锁等事故，对油井来说，严重时还会损坏井下的地质结构，破坏原有的压力平衡，从而导致油井提前枯竭。另外，油泵在充满度较低或空抽时，抽油机的电机处于轻载运行，抽油机工作效率不高，设备损耗增大，会造成电能浪费。现有技术中为解决这种现象，采用油井调参，即加大泵挂深度，以提供较大的生产压差；或加长冲程、慢充数、小泵径，以提高油井的提液量，但是一旦油井出现调参困难，即调参余地不太大时，长时间抽油所带来的负面影响将会加剧。另外一种解决办法是采用间开制度，即当油井出液量不足或发生空抽时，就关闭抽油机，等待井下液量蓄积；当液面超过一定深度时，再开启抽油机进行抽汲。这种间开制度是通过操作人员根据油井产量、功图液面动态资料，决定油井定时开机、停机来实现的，这样对抽油井开机和停机时间间隔的确定比较模糊，控制精度不高且工作量大；当判定不准确时，抽油机不能工作在合理的沉没度下，抽油机工作效率下降，加之如果无法及时避免空抽情况，还可能会引起事故发生。
技术实现思路
为解决现有技术中抽油井采用间开制度抽油时，人工操作不准确导致抽油机工作效率不高的问题，本技术提供一种控制抽油机间歇式工作的节电装置。具体方案如下一种控制抽油机间歇式工作的节电装置，其特征在于，包括设置在井口测压的压力传感器、接收压力传感器模拟信号进行转换的A/D转换器、接收A/D转换器信号的控制单元、根据控制单元的信号启停抽油机电机的继电器装置、与控制单元连接显示当前各种状态的显示装置、根据控制单元的信号发出报警信息的报警装置和操作控制单元的输入设备。为了方便操作人员了解当前工作状态所述报警装置包括利用不同颜色表明不同状态的LED灯组和利用声音报警的喇叭。为控制抽油机更好的工作所述显示装置包括显示当前抽油机工作状态的显示屏和设定控制单元工作参数的键盘。为增加可操作性所述输入装置包括手动操作和自动操作的切换开关。为提高整个控制系统的安全性所述控制单元连接有检测控制单元软件故障并进行复位的看门狗电路。本技术主要针对进入开采中后期的油井，本装置采用模块化设计，并为将来硬件的扩展留有扩展接口。辅助的开机前报警及对人工控制的检测功能，提高了控制系统的直观性。本技术的控制系统能够以井口压力为间抽控制依据，动态地选取抽油机间抽标准和停机时间，运用对比优化的方法，合理地控制抽油机启停，使其工作效率尽可能最大化，从而实现减轻采油人员的工作量，减少油井事故，缩短抽油机井工作时间，延长油井检泵周期，节约电能，降低采油成本；达到节能不减产的目的。本技术利用井口压力传感器，实时监测油井的负荷变化，应用单片机进行智能控制抽油机井，根据油井的负荷控制抽油机的启动停止工作，缩短抽油机井工作时间，节约电能不减产量。该装置与现有其他技术相比，避免过度浪费电能，减小设备的无效磨损，延长使用寿命。具有安装方便；工作可靠性高、没有安全隐患、使用寿命长；绿色环保；适应性广，适用于任何类型抽油机井的特点；可有效延长油井检泵周期，节约电能，降低采油成本。附图说明图1本技术的连接示意图；图2本技术中电机受控的电路图；图3本技术中看六狗电路示意图；图4本技术的操作流程框图。附图中标号说明1-压力传感器、2-A/D转换器、3-控制单元、4-继电器装置、5-电机、6-看门狗电路、7-输入设备、8-显示装置、9-报警装置。具体实施方式如图1所示，本技术的控制抽油机间歇式工作的节电装置，包括设置在井口测压的压力传感器1、接收压力传感器I模拟信号进行转换的A/D转换器2、接收A/D转换器2信号的控制单元3、根据控制单元3的信号启停抽油机电机5的继电器装置4、与控制单元3连接显示当前各种状态的显示装置8、根据控制单元3的信号发出报警信息的报警装置9和操作控制单元3的输入设备7。本技术中压力传感器I选择PTS201油井压力传感器，该薄膜压力传感器采用进口的压力敏感元件结合先进的工艺制作而成。井口的压力介质直接作用的17-4PH不锈钢膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变单元，该合金材料以分子形式在弹性体上淀积成薄膜应变电阻，薄膜电阻与弹性体以分子键合“融”为一体，可长期在-40 150°C工作温度下稳定工作。本方案将压力传感器安装在井口位置，并加装充有甘油的隔离罐。压力监测点应选择在能准确及时地反映被测压力的真实情况处。因此，取压点不能处于流束紊乱的地方，即要选在管道的直线部分，离局部阻力较远的地方。控制单元3采用AT89C51芯片，AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CM0S8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。可将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中。A/D转换器2 (Analog To Digit Converter)可将模拟量(Analog)转换为与其成比例的数字量(Digit)的元件。控制单元中模拟量输入通道的设计非常重要，井口压力的连续变化通过压力传感器转换成模拟电量(电压、电流等)，A/D转换器元件将模拟量转换成数字量，最后经由接口电路将数字量送入单片机进行处理。此压力数据是单片机系统控制决策的依据。本方案从精度指标和转换成本考虑使用ADC0809，ADC0809是8路8位逐次逼近型A/D转换CMOS器件，能对多路模拟信号进行分时采集和A/D转换，输出数字信号通过三态缓冲器，可直接与微处理器的数据总线相连接。利用单片机控制能力强的特点，控制分离器件可实现多位数A/D转换器。报警装置9包括利用不同颜色表明不同状态的LED灯组和利用声音报警的喇叭，其中的喇叭即蜂鸣器在接到单片机输出的高电平信号时，即发出报警信号，报警喇叭报警，此外开始抽油时，单片机会给主控制回路一个高电平信号，高电平信号输入到继电器装置去控制电机开始运行，同时的喇叭报警会提示工作人员有电机开始运行。如图2为电机受控电路连接图，其中FU-保险丝、QF-空气开关、KM-交流接触器主触点及交流接触器线圈、KA-中间继电器、KT-时间继电器、L-指示灯、SBpSB2-按钮、1、K2-受单片机控制的继电器触点、FR-热继电器。继电器KpK2的通与断由单片机控制，同时为了增加可靠性，在继电器和单片机之间加置光电隔离器，使得外界干扰不易窜入系统内部。该电路可以通过手动控制和自动控制两种方式实现。(I)自动控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制抽油机间歇式工作的节电装置，其特征在于，包括设置在井口测压的压力传感器(1)、接收压力传感器(1)模拟信号进行转换的A/D转换器(2)、接收A/D转换器(2)信号的控制单元(3)、根据控制单元(3)的信号启停抽油机电机(5)的继电器装置(4)、与控制单元(3)连接显示当前各种状态的显示装置(8)、根据控制单元(3)的信号发出报警信息的报警装置(9)和操作控制单元的输入设备(7)。

【技术特征摘要】
1.一种控制抽油机间歇式工作的节电装置，其特征在于，包括设置在井口测压的压力传感器(I)、接收压力传感器(I)模拟信号进行转换的A/D转换器(2)、接收A/D转换器(2)信号的控制单元(3)、根据控制单元(3)的信号启停抽油机电机(5)的继电器装置(4)、与控制单元(3)连接显示当前各种状态的显示装置(8)、根据控制单元(3)的信号发出报警信息的报警装置(9)和操作控制单元的输入设备(7)。2.如权利要求1所述的一种控制抽油机间歇式工作的节电装置，其特征在于，所述报警装置(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙守渊，王艳丽，路世东，
申请(专利权)人：孙守渊，
类型：实用新型
国别省市：