专利名称：一种油井智能一体化变频控制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井智能一体化变频控制设备，属于数字传感技术领域。
背景技术：
随着老油田进入中后期开采阶段，油井地层能量逐步降低，只有按照“充分挖掘油井生产能力，兼顾电能消耗最小”的原则，才能实现油井生产的效益最大化。但是，国内外广泛采用的抽油机由于其机械特性的特殊原因，造成了抽油机的动力系统大部分运行在“大马拉小车”的工作状态，动力系统的效率一般低于30%，造成了效率低下、能耗高、采油成本居高不下的局面。目前，针对抽油机节能问题有多种解决方案，主要分为两大类一类为节能抽油机电动机，这类电机节电性能优于一般的异步电动机，但都存在一定局限性；另一类是用节能配电柜，其中就节省无功技术有采用机械开关投切电容器进行无功补偿，但投切电容时的过电流、过电压，使触头易损坏；采用可控硅无触点法解决了机械触点寿命短问题，但不能做到频繁投切。节省有功技术主要采用变频控制器，成本较高也影响其工业性推广；斩波调压，借助双向晶闸管进行斩波降低电机供电电压，但这种方法在负载率为60%以上时效果明显，在负载率较低时，会产生大量谐波。但是，目前现有的油田数据采集技术由于采用了有线传输传感数据的方式，导致传感器信号线铺设困难、故障较难修复，不能满足针对抽油机节能的要求。
发明内容本实用新型提供了一种油井智能一体化变频控制设备，以解决现有的油田数据采集技术存在的传感器信号线铺设困难、故障较难修复、诊断分析过程的难度较大、数据处理的准确度较低、抽油机系统效率低(大马拉小车)的问题，为此本实用新型采用如下的技术方案一种油井智能一体化变频控制设备，包括主控制器、功图测试无线传感器、数字压力无线传感器、数字温度无线传感器、数据存储模块、时钟模块、三相电量采集模块、无线数据通讯模块、有线数据通讯模块、变频控制器和电力控制电路，所述功图测试无线传感器的功图数据输出端与所述主控制器的功图数据输入端连接，所述数字压力无线传感器的压力数据输出端与所述主控制器的压力数据输入端连接，所述数字温度无线传感器的温度数据输出端与所述主控制器的温度数据输入端连接，所述数据存储模块的数据输入输出端与所述主控制器的数据输入输出端连接，所述时钟模块的时钟信号输出端与所述主控制器的时钟信号输入端连接，所述三相电量采集模块的电量数据输出端与所述主控制器的电量数据输入端连接，所述无线数据通讯模块的无线通讯数据输入输出端与所述主控制器的无线通讯数据输入输出端连接，所述有线数据通讯模块的有线数通讯据输入输出端与所述主控制器的有线通讯数据输入输出端连接，所述变频控制器的变频控制信号输入输出端与所述主控制器的变频控制信号输入输出端连接，所述电力控制电路的电力控制信号输入输出端与所述主控制器的电力控制信号输入输出端连接。本实用新型实施方式提供的油井智能一体化变频控制设备可通过主控制器接收传感器的实时无线数字信号，各传感器也能且能按主控制器的要求实时采集工况数据；所有的工况数据都可以存储在数据存储模块中，且能使用U盘、笔记本、PDA或其它网络设备读取工况数据，并可以根据用户需求进行数据的添加、删除、修改、备份等操作，解决了传感器信号线铺设困难、故障较难修复的问题；以及通过主控制器接收三相电量采集模块采集的信号，并通过无线数据通讯模块或有线数据通讯模块将采集的信号发送给上位机，以供使用者巡检和诊断分析，降低了诊断分析过程的难度，同时也提高了数据处理的准确度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型的具体实施方式
提供的油井智能一体化变频控制设备的结构示意图；图2是本实用新型的具体实施方式
提供的三相电量采集模块的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的具体实施方式
提供了一种全无线微功耗数字化传感器，如图1所示，包括主控制器1、功图测试无线传感器2、数字压力无线传感器3、数字温度无线传感器 4、数据存储模块5、时钟模块6、三相电量采集模块7、无线数据通讯模块8、有线数据通讯模块9、变频控制器10和电力控制电路11，功图测试无线传感器2的功图数据输出端与主控制器1的功图数据输入端连接，数字压力无线传感器3的压力数据输出端与主控制器1的压力数据输入端连接，数字温度无线传感器4的温度数据输出端与主控制器1的温度数据输入端连接，数据存储模块5的数据输入输出端与主控制器1的数据输入输出端连接，时钟模块6的时钟信号输出端与主控制器1的时钟信号输入端连接，三相电量采集模块7的电量数据输出端与主控制器1的电量数据输入端连接，无线数据通讯模块8的无线通讯数据输入输出端与主控制器1的无线通讯数据输入输出端连接，有线数据通讯模块9的有线数通讯据输入输出端与主控制器1的有线通讯数据输入输出端连接，变频控制器10的变频控制信号输入输出端与主控制器1的变频控制信号输入输出端连接，电力控制电路11的电力控制信号输入输出端与主控制器1的电力控制信号输入输出端连接。具体的，本具体实施方式
结合数字传感器优点，同时应用先进的数字无线传输技术——2. 4G/zigbee方式，即传感器测量及无线通讯融为一体，传感器信息获取技术从过去的有线式单一化渐渐向集成化、微型化和无线网络化方向发展。如图2所示，本具体实施方式
可通三相电量采集模块7过对三相电流、三相电压、正反向有功功率和电量、正反向无功功率和电量、平衡度、功率因数等全部电参数，以及载荷、位移、冲次(转速)、油压、套压、回压、油温等生产数据进行远程自动采集、显示、记录和存储。并根据相关监测数据自动生成示功图、电流图、功率图等；在上位系统可以实现示功图诊断分析，工况故障诊断分析；计算油井产液量、泵效、单井能耗、单机效率及整个区块的平均系统效率等参数，并实现相关数据的打印、输出等。本具体实施方式
通过变频控制器10和电力控制电路11具备油井工况与变频控制器、间抽控制器、等联锁控制功能；控制模式采用手/自动、本地/远程的方式；一种是计算机编程自动控制，对采油工况优化，自动调频调速，实现完全自动化，达到节能目的。另一种是借助监视器上被测工件的图像或机柜上数字仪表显示数据，人工手动控制。采用本具体实施方式
提供的技术方案，通过主控制器接收传感器的实时无线数字信号，各传感器也能且能按主控制器的要求实时采集工况数据；所有的工况数据都可以存储在数据存储模块中，且能使用U盘、笔记本、PDA或其它网络设备读取工况数据，并可以根据用户需求进行数据的添加、删除、修改、备份等操作，解决了传感器信号线铺设困难、故障较难修复、传统传感器辅设信号线的问题，排除了信号线故障出现的可能，大大降低了维护工作量，使用性能更加可靠；以及通过主控制器接收三相电量采集模块采集的信号，并通过无线数据通讯模块或有线数据通讯模块将采集的信号发送给上位机，以供使用者巡检和诊断分析，降低了诊断分析过程的难度，同时也提高了数据处理的准确度。本具体实施方式
是集计算机技术、通信技术、数据采集技术、传感器技术及控制技术于一体，具备通自动实现生产过程监视、联锁控制、诊断分析、管理等功能，同时产品具有状态和数据远程监控。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种油井智能一体化变频控制设备，其特征在于，包括主控制器、功图测试无线传感器、数字压力无线传感器、数字温度无线传感器、数据存储模块、时钟模块、三相电量采集模块、无线数据通讯模块、有线数据通讯模块、变频控制器和电力控制电路，所述功图测试无线传感器的功图数据输出端与所述主控制器的功图数据输入端连接，所述数字压力无线传感器的压力数据输出端与所述主控制器的压力数据输入端连接，所述数字温度无线传感器的温度数据输出端与所述主控制器的温度数据输入端连接，所述数据存储模块的数据输入输出端与所述主控制器的数据输入输出端连接，所述时钟模块的时钟信号输出端与所述主控制器的时钟信号输入端连接，所述三相电量采集模块的电量数据输出端与所述主控制器的电量数据输入端连接，所述无线数据通讯模块的无线通讯数据输入输出端与所述主控制器的无线通讯数据输入输出端连接，所述有线数据通讯模块的有线数通讯据输入输出端与所述主控制器的有线通讯数据输入输出端连接，所述变频控制器的变频控制信号输入输出端与所述主控制器的变频控制信号输入输出端连接，所述电力控制电路的电力控制信号输入输出端与所述主控制器的电力控制信号输入输出端连接。
2.根据权利要求1所示的油井智能一体化变频控制设备，其特征在于，所述功图测试无线传感器、数字压力无线传感器和数字温度无线传感器都采用2. 4G/zigbee方式与所述主控制器传输数据。
3.根据权利要求1所示的油井智能一体化变频控制设备，其特征在于，所述有线数据通讯模块包括USB接口、485接口和232接口。
专利摘要本实用新型提供了一种油井智能一体化变频控制设备，该设备的功图测试无线传感器、数字压力无线传感器、数字温度无线传感器、数据存储模块、时钟模块、三相电量采集模块、无线数据通讯模块、有线数据通讯模块、变频控制器、电力控制电路都与主控制器连接并接受主控制器的控制。本实用新型解决了传感器信号线铺设困难、故障较难修复的问题，以及通过主控制器接收三相电量采集模块采集的信号，并通过无线数据通讯模块或有线数据通讯模块将采集的信号发送给上位机，以供使用者巡检和诊断分析，降低了诊断分析过程的难度，同时也提高了数据处理的准确度。
文档编号G05B19/418GK202126625SQ20112038525
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者孙建云, 汪立明, 苏志敏 申请人:保利新能源科技(北京)有限公司