一种抽油机间歇启停与变频控制的智能装置的制作方法

本实用新型涉及抽油机智能控制领域，是一种针对油井抽油机间歇启停与变频控制的智能装置。

背景技术：

游梁式抽油机是我国油田的主要采油设备，其惯性矩较大，工作时启动载荷大，通常抽油机电机功率远大于负载功率，负荷不匹配，存在功率因素低、能耗大、效率低等问题。同时，我国部分油田存在低产现象，连续开采易造成油井的供液不足，使得抽油泵存在充满度不足的现象，这不仅造成抽油设备的磨损,同时降低了抽油机的工作效率，造成抽油机的无用功率损耗。

目前，市场上已有部分抽油机控制柜用于解决以上部分问题，均可实现节能的目的，然而其存在以下问题：产品功能单一，仅能实现间歇启停或变频控制，无法达到最优化的节能控制；智能化控制程度低，需要专业人员对抽油机的运行参数实时分析，根据经验判断从而做出控制，不能充分发挥出变频调速技术的优势；产品成本高，缺乏实时数据监测与信息共享，可靠性差。这些问题极大地阻碍了间歇启停与变频技术在抽油机节能方面的推广应用，因此,研制一种多功能、性价比高、高可靠性的油井智能控制装置是十分必要的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于动液面控制的抽油机间歇启停与变频控制的智能装置，根据油井井下的供油能力对抽油机的智能控制，实现包括抽油机的智能间歇启停控制、抽油机智能变频控制等功能。在不影响油井生产的情况下，提高抽油机的功率因素，减少能耗，获得较好的节能效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括安装于油井井口位置的用于采集油井动液面信息的动液面采集单元以及与动液面采集单元的输出端相连的智能控制单元，所述的智能控制单元的输出端与变频单元的输入端相连，变频单元的输出端与抽油机相连。

所述的智能控制单元的输出端还连接有对信息进行传递的无线通讯单元。

所述的变频单元包含用于接收智能控制单元的控制指令，并对抽油机启停与变频做出控制的变频器和再生能量回馈电网的有源逆变器。

本实用新型通过动液面采集单元采集油井动液面信息并将该信息输入智能控制单元，由智能控制单元通过变频单元实现抽油机软启动、间歇启停与变频等智能化控制，减少人工操作，推进抽油机自动化改造升级；基于动液面的间歇启停与变频方案，使抽油机运行科学化、合理化；提高抽油机的功率因数、减少供电能耗、减轻变频器对电网及变压器的负担，提高工作效率，降低原油生产成本；为低产油井及老旧油田改造提供技术支持。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括安装于油井井口位置的用于采集油井动液面信息的动液面采集单元1以及与动液面采集单元的输出端相连的智能控制单元2，所述的智能控制单元2的输出端分别与变频单元4及无线通讯单元3的输入端相连，变频单元4 的输出端与抽油机5相连；

本实用新型的变频单元4包含用于接收智能控制单元2的控制指令，并对抽油机 5启停与变频做出控制的变频器和再生能量回馈电网的有源逆变器。

本实用新型的智能控制单元由智能控制器、存储卡组成，其中智能控制器根据动液面在线测量数据智能分析抽油机控制指令，存储卡用于存储液面采集单元采集数据与变频单元反馈的运行信息，包括抽油机启停、抽油机变频信息、电参数。

无线通讯单元采用含有无线通讯模块的RTU，对装置中的动液面、抽油机启停、抽油机变频、电参数等信息传递。

变频单元由常规的变频器与有源逆变器组成，其中变频器用于接收智能控制单元的控制指令，并对抽油机启停与变频做出控制，有源逆变器将再生能量回馈电网，减少变频器对电网的冲击。

本实用新型的工作原理为：智能控制单元设定相关控制参数。工作人员根据油井供油能力，设定好抽油机的开机动液面与停机动液面参数，当动液面采集单元1采集到的动液面恢复至开机动液面时，智能控制单元控制抽油机开机，当动液面降低至停机动液面时，智能控制单元控制抽油机停机。在抽油机工作过程中，随着原油的抽取，油井中油量逐渐减小，抽油泵外的压力随之减小，抽油泵出现充满度不足、泵效下降等现象；降低抽油机频率，可以使电机的转速下降，增加抽油泵吸入原油的时间，提高泵的充满度；在开机动液面与停机动液面之间分成不同的动液面区间段，根据抽油机的开机动液面与停机动液面参数与抽油机频率成线性关系，设定不同动的液面区间对应的变频器最优化频率，智能控制单元根据监测的动液面数据智能分析对应的动液面区间，并控制变频单元调节至对应的频率运行。技术人员通过通讯单元传递的不同油井在线数据综合分析，得到最优化的控制参数模型，及时对智能控制单元优化，工作人员需定期将优化后的参数重新设定，确保装置的可靠性，提高控制精度。确保抽油机处于油多快抽，油少慢抽，无油停抽状态，科学控制抽油机工作状态，使该装置的控制性能不断提高。

本实用新型通过对动液面的在线测量数据智能分析，实现对抽油机的智能启停与变频优化控制等功能。动液面采集单元安装于油井井口位置，每隔5分钟自动测量一次油井的动液面参数。