抽油机变频不停机调冲程调冲次装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，属于电气自动化【技术领域】。本装置由壳体、变频器、制动电阻、散热风机、温控器A、温控器B、主电源开关、辅助电源开关、避雷器、中间继电器、备用电源、变压器、整流桥、电容和加热器组成，可方便的实现对抽油机永磁同步电动机和异步电动机在线不停机调冲程调冲次，又由于本装置可控制电动机频繁正反转运行，从机械上可以省略掉四连杆机构，实现抽油杆上下的往复直线运动。同时本装置带动永磁同步电动机可再省略减速箱，使抽油机的故障率和成本大幅降低。本装置设计时没有采用PLC、单板机、编码器等配套设备，也即避免了诸多配套设备带来的安全隐患，使本装置运行的可靠性及寿命大为提高。
【专利说明】抽油机变频不停机调冲程调冲次装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，属于电气自动化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前油田抽油机电动机绝大部分，还是原始的一个方向运行，通过四连杆机构将减速机输出端的圆周运动，转换成抽油杆的上下直线运动，若想改变冲程和冲次则必须改变皮带轮直径或减速箱的减速比，其过程极其费时费力。
[0003]现在虽然部分抽油机安装了变频控制，但还是原始的一个方向运行，电动机通过变频控制可以方便的改变电动机的速度，即改变了冲次，但是无法改变冲程，更实现不了频繁的正反转运行。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，本装置通过变频控制还可实现对三相永磁同步电动机和三相异步电动机频繁正反转运行。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:抽油机变频不停机调冲程调冲次装置由壳体、变频器、制动电阻、散热风机、温控器A、温控器B、主电源开关、辅助电源开关、避雷器、中间继电器、备用电源、变压器、整流桥、电容和加热器组成，本装置中的变频器采用Invertek 英泰变频器型号为 0PTIDRIVESP2，380V，17 至 60Hz，功率 IlKW 至 250KW，可控制电动机频繁正反转运行；壳体为一矩形体，其上部设有防水沿，防水沿与壳体之间用4个吊环螺栓连接，防水沿与壳体之间有较大缝隙，防水沿下部的壳体上完全开孔，以利热风散出，在壳体底部开孔并设有防鼠网，在防鼠网上设有电动百叶窗，电动百叶窗由电动百叶窗电机控制。当温控器A监测壳体内温度高于30°C时，温控器A给出开关量信号，散热风机运行进行排风。当温控器B监测到壳体内温度低于5°C时，温控器B给出开关量信号，电动百叶窗自动关闭。壳体的前后是门板，左右是侧板，前后门板单开暗铰链，前后门板加密封条，在前门打开后的第二层小门上设有操作面板；在壳体内部，其上部设有制动电阻，在制动电阻下部设有散热风机，在其中部的一侧安装有变频器，另一侧设有主电源开关、辅助电源开关、温控器A、温控器B、避雷器、中间继电器、变压器、整流桥、电容、备用电源和加热器，在壳体的下部设有数个接线柱。抽油机变频不停机调冲程调冲次装置与抽油机永磁同步电动机或异步电动机电连接。
[0006]防鼠网为不锈钢网。
[0007]变频器是本装置中的重要部件，本装置中采用的变频器是Invertek英泰变频器，型号为0PTIDRIVESP2，是从国外引进的一种新型变频器，不停机调冲程调冲次主要是由该变频器控制来完成的。制动电阻是将抽油杆下降，电动机处于发电状态及电阻产生的热量由散热风机吹出壳体外，温控器A控制散热风机,壳体内温度高时温控器A给出开关量信号，散热风机启动向壳体外排出热风，温度低时，散热风机自动停止运行；温控器B根据设定的温度控制电动百叶窗启动或关闭，同时也控制加热器的工作或停止，其它部件是自动化工程中常用和通用的部件。
[0008]Invertek英泰变频器型号为0PTIDRIVESP2可方便地实现对抽油机永磁同步电动机和异步电动机在线不停机调冲程调冲次，可方便的实现位置控制，即实现了调冲程；改变变频器的输出频率，即改变了电动机的转数，也就是实现了调冲次。又由于本装置可控制电动机频繁正反转运行，从机械上可以省略掉四连杆机构，实现抽油杆上下的往复直线运动。
[0009]在抽油机一个行程的中间位置设置一个中位接近开关，中位接近开关每动作一次对一个行程所产生的误差复位清零一次，这样抽油机运行过程不存在累计误差。在其两侧最大行程位置加上止点与下止点保护行程开关，在开关动作时电动机立即反向运行，抽油机正常工作时不触碰上止点与下止点行程开关，使抽油机运行时安全性大为提高。
[0010]本发明还可实现抽油机运行到接近上止点和下止点时，任意设定停机时间再接着反向运行，比如设定零点几秒的时间，这样的人性化和柔性化运行大大改善了原来抽油机较硬的机械特性，如在抽油杆运行到下止点时，整体抽油杆存在极大的下行势能，此时抽油杆又被强行往上拽，抽油杆长期处于这样一个被强行拔河拉伸的状态，其后果是加速了抽油杆的机械疲劳，使抽油杆的使用寿命大为降低，抽油杆断掉是油田生产的常见故障。
[0011]内部设有备用电源，可在监测时给监测设备提供电源。
[0012]本发明的有益效果在于:本发明可方便的实现对抽油机永磁同步电动机和异步电动机在线不停机调冲程调冲次，又由于本装置可控制电动机频繁正反转运行，从机械上可以省略掉四连杆机构，实现抽油杆上下的往复直线运动，如天平式游梁抽油机。同时本装置带动永磁同步电动机可再省略减速箱，使抽油机的故障率和成本大幅降低。抽油机采用本装置柔性化运行将不会出现抽油杆断掉问题，仅此一项每年可节省大量人力物力。
[0013]本装置设计时采用了最简洁的设计思路，设计时没有采用PLC、单板机、编码器等配套设备，也即避免了诸多配套设备带来的安全隐患，使本装置运行的可靠性及寿命大为提闻。
[0014]本装置的实现其难点是电机换向和位置控制，现在已不是空想，也不是纸上谈兵，现在已经有了实际产品在大庆油田抽油机井上实实在在的在运行，本设计达到了预期的所有目标，运行稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0016]图1是本发明与抽油机的位置示意图。
[0017]图2是本发明的内部结构示意图。
[0018]图3是本发明的壳体主视图。
[0019]图4是本发明的壳体的防鼠网的结构示意图。
[0020]图5是抽油机变频不停机调冲程调冲次原理图。
[0021]图6是图5的兀器件表。
[0022]图中标号:
1、抽油机不停机调冲程调冲次装置；2、可调配重；3、配重导轨；4、配重悬绳； 5、配重头；6、抽油机支架；7、上止点开关；8、游梁底座；9、中位接近开关；
10、下止点开关；11、游梁；12、工作头；13、驱动带；14、永磁同步电动机；
15、涨紧轮；16、导向轮；17、抽油杆；18、变频器；19、制动电阻；20、散热风机；
21、温控器A ;22、温控器B ;23、主电源开关；24、辅助电源开关；25、避雷器；
26、中间继电器；27、备用电源；28、变压器；29、整流桥；30、电容；31、加热器；
32、接线柱；33、吊环螺栓；34、防水沿；35、防鼠网；36、操作面板；37、前门；
38、电动百叶窗；39、电动百叶窗电机。
【具体实施方式】
[0023]如图1 一6所示，抽油机包括抽油机支架6，在抽油机支架6的上部安装有游梁11，游梁11的一端安装有工作头12，另一端安装有配重头5，配重头5下部是配重悬绳4和配重导轨3，配重导轨3下部设有可调配重2 ;工作头12下部连接抽油杆17，工作头12通过驱动带13与永磁同步电机14相连，驱动带13上还设有导向轮16和涨紧轮15 ;抽油机支架6的上部设有游梁底座8，游梁底座8上设有中位接近开关9，在左侧的抽油机支架6上设有上止点开关7，在右侧的抽油机支架6上设有下止点开关10 ;抽油机不停机调冲程调冲次装置I安装于抽油机的近处，与永磁同步电动机14电连接。
[0024]抽油机变频不停机调冲程调冲次装置I由壳体、变频器18、制动电阻19、散热风机20、温控器A 21、温控器B 22、主电源开关23、辅助电源开关24、避雷器25、中间继电器26、备用电源27、变压器28、整流桥29、电容30和加热器31组成，本装置中的变频器采用Invertek变频器型号0PTIDRIVESP2，可控制电动机频繁正反转运行；壳体为一矩形体，其上部设有防水沿34，防水沿34与壳体之间用四个吊环螺栓33连接，防水沿34与壳体之间有较大缝隙，防水沿34下部的壳体上完全开孔，以利热风散出，在壳体底部设有防鼠网35，在防鼠网35上设有电动百叶窗38，电动百叶窗38由电动百叶窗电机39控制，当温控器A21监测壳体内温度高于30°C时，温控器A 21给出开关量信号，散热风机20运行进行排风，当温控器B 22监测到壳体内温度低于5°C时，温控器B22给出开关量信号，电动百叶窗38自动关闭；壳体的前后是门板，左右是侧板，前后门板单开暗铰链，前后门板加密封条，在前门37打开后的第二层小门上设有操作面板36 ;在壳体内部，其上部设有制动电阻19，在制动电阻19下部设有散热风机20，在其中部的一侧安装有变频器18，另一侧设有主电源开关23、辅助电源开关24、温控器A 21、温控器B 22、避雷器25、中间继电器26、变压器28、整流桥29、电容30、备用电源27和加热器31，在壳体的下部设有数个接线柱32。抽油机变频不停机调冲程调冲次装置与抽油机永磁同步电动机或异步电动机电连接。
[0025]防鼠网为不锈钢网。
【权利要求】
1.一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:该装置由壳体、变频器、制动电阻、散热风机、温控器A、温控器B、主电源开关、辅助电源开关、避雷器、中间继电器、备用电源、变压器、整流桥、电容和加热器组成。
2.根据权利要求1所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:变频器采用Invertek英泰变频器，型号为0PTIDRIVESP2。
3.根据权利要求1所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:该装置方便的实现了位置控制，即实现了调冲程；改变变频器的输出频率，即改变了电动机的转数，也就是实现了调冲次，同时可控制永磁同步电动机和异步电动机频繁正反转运行。
4.根据权利要求1所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:可实现抽油机运行到接近上止点开关和下止点开关时，任意设定停机时间再接着返回运行。
5.根据权利要求1所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:壳体为一矩形体，其上部设有防水沿，防水沿与壳体之间用4个吊环螺栓连接，防水沿与壳体之间有较大缝隙，防水沿下部的壳体上完全开孔，在壳体底部设有防鼠网，在防鼠网上设有电动百叶窗；壳体的前后是门板，左右是侧板，前后门板单开暗铰链，前后门板加密封条。
6.根据权利要求5所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:防鼠网为不锈钢网。
7.根据权利要求1所述的一种抽油机变频不停机调冲程调冲次装置，其特征是:在抽油机一个行程的中间位置设置一个中位接近开关，在其两侧最大行程位置加上止点与下止点保护行程开关。
【文档编号】E21B43/00GK104234669SQ201410456130
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月8日
【发明者】刘松岭 申请人:刘松岭, 齐齐哈尔希恩希机床有限公司