节能型塔架式抽油机用变频系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于采油工程领域，涉及一种抽油机用变频系统，具体是节能型塔架式抽油机用变频系统。
【背景技术】
[0002]塔架式抽油机具有长冲程、低冲次、效率高、节能等特点，逐渐成为油田主要的采油设备之一。其拖动系统采用变频方式控制电机正反转工作，带动整个管柱的往复运动，将石油抽汲到地面。然而，目前使用的塔架式抽油机变频设备存在以下缺点:一、塔架式抽油机在上/下冲程的制动及“倒发电”时，其反馈的能量会造成变频器直流母线电压升高，造成变频器故障保护甚至损坏。目前采用的方法为外接电阻，用电阻消耗这部分能量，这种消耗实际上是对能量的浪费，造成能量的损失，即能量损失大；二、目前所用的塔架机变频器直接显示频率、速度等参数，要调整冲次，每次都要经过人工设置频率、加速度等参数，人工卡表测量连续数个冲程的时间，计算改变后的冲次，在于要求的冲次比较，根据差值重新进行各项参数的调整，如此多次循环才逐步趋近所要求的冲次，操作过程既费时又费力，而且如果加速度等参数设置不好，会使塔架机振动剧烈，不但影响正常的运行，甚至造成故障。
【发明内容】
[0003]为解决传统抽油机变频设备存在能量损失大、费时费力且容易影响正常运行甚至造成故障的问题，本实用新型提出了一种可回收塔架式抽油机反馈的电能并用于其运行，从而节约电能，且省时省力不易影响运行的变频系统，其具体技术方案如下:
[0004]节能型塔架式抽油机用变频系统，包括与电网连接的整流单元，所述整流单元的输出端分别与主控模块及逆变单元连接，其中整流单元与逆变单元之间通过直流母线连接，且直流母线上连接有储能单元，所述逆变单元与电机输入端连接；所述主控模块分别与无线收发模块、GPRS远程通讯模块、逆变调制模块及冲次冲程控制模块连接；所述无线收发模块及GPRS远程通讯模块以无线的方式与手持终端连接；所述逆变调制模块与所述逆变单元控制端连接；所述冲次冲程模块与所述电机控制端连接。
[0005]所述储能单元包括超级电容模组。
[0006]本实用新型的有益效果:电机在电动状态时，负载消耗电能，此时，直流母线从超级电容模组吸收该超级电容模组存储的能量，减小从电网侧的能量消耗，达到节能的目的；而在电机处于发电状态时，负载的势能转换为电能，产生的电能通过逆变单元回馈给直流母线，此时超级电容模组从直流母线吸收能量，将能量储存起来，减少了对电网和电机的冲击；此外，需要说明的是，在储能单元中还可以设计超级电容模组保护电路，防止极端情况下对超级电容、直流母线等电路的损坏；并且本系统设置有无线及GPRS设备，从而使得该系统可以通过远程的方式进行操作，而且在实践过程中可以采用手机、平板电脑的设备进行操作，更加适应了数字化油田需求；操作及使用方便且实用性强。
[0007]【附图说明】:
[0008]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]为了便于理解，下面结合图1对本实用新型作出进一步的说明:
[0010]实施例1:节能型塔架式抽油机用变频系统，包括与电网连接的整流单元，所述整流单元的输出端分别与主控模块及逆变单元连接，其中整流单元与逆变单元之间通过直流母线连接，且直流母线上连接有储能单元，所述逆变单元与电机输入端连接；所述主控模块分别与无线收发模块、GPRS远程通讯模块、逆变调制模块及冲次冲程控制模块连接，采用无线收发模块及GPRS远程通讯模块使得系统可远距离查看塔架式抽油机运行及故障等信息，也可对塔架式抽油机进行设置及控制等操作。避免了人员上塔架顶端操作带来的危险及不便；所述无线收发模块及GPRS远程通讯模块以无线的方式与手持终端连接；所述逆变调制模块与所述逆变单元控制端连接；所述冲次冲程模块与所述电机控制端连接。
[0011]实施例2:进一步的，所述储能单元包括超级电容模组；超级电容模组直接连接在直流母线上，当电机在电动状态时，负载消耗电能，此时，系统控制直流母线从超级电容模组吸收该超级电容模组存储的能量，减小从电网侧的能量消耗，达到节能的目的；而在电机处于发电状态时，负载的势能转换为电能，产生的电能通过逆变单元回馈给直流母线，此时超级电容模组从直流母线吸收能量，将能量储存起来，减少了对电网和电机的冲击；此外，储能单元可以设计有超级电容模组保护电路，防止极端情况下对超级电容、直流母线等电路的损坏。
[0012]有益效果:节约了能源、降低了损耗，以无线的方式传输信息，有效的减少了工作人员反复劳作，降低了出错率、风险度也减轻了工作人员的劳动负担；操作及使用方便且实用性强；有效的解决了传统抽油机变频设备存在能量损失大、费时费力且容易影响正常运行甚至造成故障的问题。
【主权项】
1.节能型塔架式抽油机用变频系统，包括与电网连接的整流单元，其特征在于:所述整流单元的输出端分别与主控模块及逆变单元连接，其中整流单元与逆变单元之间通过直流母线连接，且直流母线上连接有储能单元，所述逆变单元与电机输入端连接；所述主控模块分别与无线收发模块、GPRS远程通讯模块、逆变调制模块及冲次冲程控制模块连接；所述无线收发模块及GPRS远程通讯模块以无线的方式与手持终端连接；所述逆变调制模块与所述逆变单元控制端连接；所述冲次冲程模块与所述电机控制端连接。
2.如权利要求1所述的节能型塔架式抽油机用变频系统，其特征在于:所述储能单元包括超级电容模组。
【专利摘要】节能型塔架式抽油机用变频系统。能解决传统抽油机变频设备存在能量损失大、费时费力且容易影响正常运行甚至造成故障的问题。包括与电网连接的整流单元，所述整流单元的输出端分别与主控模块及逆变单元连接，其中整流单元与逆变单元之间通过直流母线连接，且直流母线上连接有储能单元，所述逆变单元与电机输入端连接；所述主控模块分别与无线收发模块、GPRS远程通讯模块、逆变调制模块及冲次冲程控制模块连接；所述无线收发模块及GPRS远程通讯模块以无线的方式与手持终端连接；所述逆变调制模块与所述逆变单元控制端连接；所述冲次冲程模块与所述电机控制端连接。操作及使用方便且实用性强。
【IPC分类】H02P27-06, H02J7-14
【公开号】CN204442227
【申请号】CN201520207368
【发明人】高峰, 宛立达, 邢延方, 刘卫秋, 李洪涛, 彭章建, 王德威
【申请人】中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局, 大庆油田装备制造公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月8日