油井变频控制系统和数据采集控制终端的制作方法

专利名称：油井变频控制系统和数据采集控制终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油井变频控制技术，特别涉及一种油井变频控制系统和 数据采集控制终端。
背景技术：
在我国的油田中85%以上的油井采用机械采油方式，而其中的60%油井为 低效抽油，普遍存在抽油能力大于油井出油能力、泵效低下的问题，在低产 井上尤其严重。根据这个情况油井变频控制就成为了必然，若不进行有效的 变频控制或不能准确的执行变频控制， 一方面会造成低泵效、高能耗、低效 益；另一方面当油井供液能力小于泵排量时，会产生泵空和液击的现象，对 采油设各造成严重的损坏。因此，进行有效和准确的变频控制对于维护油井 正常生产运行、节约能源具有重大意义。
目前采用的变频控制方式是利用次声波对井下动液面进行实时监测，建 立动液面回波识别模型与计算方法，利用相关的计算机控制软件来完成对釆 油设备的变频控制。但是，由于油井系统本身就是一个受到各种因素交叉影 响和制约的复杂系统，影响采油设备工作状况和油井产能状况的因素也不只 是动液面，因此，以动液面作为变频优化的基础依据本身就是片面的，不完 全的。在动液面不是主要因素，动液面之外的因素对油井产能起着主要的制 约作用的情况下，按照该方式进行变频控制，便不能有效地解决问题，同时 在没有全面了解油井工况的条件下盲目的进行变频操作，还会引发油井采油 设备工作的更加紊乱，甚至会导致严重的油井生产事故。

实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种油井变频控制系统，在油井无外部供电的情况下，可实现远程油井采油动态资料数据的自动化采集和传输、在无人 值守情况下及时掌握油井的采油动态变化，在此基础上由远程变频控制单元 利用功图、压力、温度和电参量数据对油井工况进行综合诊断，依据油井综 合诊断结果选择最佳变频方案，再利用优化方法对变频参数进行优化，从而 实现对釆油设备的最高效变频控制，达到提高泵效的最佳应用效果，避免事 故的产生。
本实用新型的目的在于提供一种数据采集控制终端。通过本实用新型实 施例，可在油井无外部供电的情况下，实现远程油井采油动态资料数据的自 动化采集和传输，并且，在无人值守情况下及时掌握油井的采油动态变化， 以供变频控制单元进行处理、综合诊断和变频优化，并且通过变频处理单元 的处理结果实现对采油设备的最高效变频控制。
为实现上述目的，本实用新型提供一种油井变频控制系统，该系统包括 变频器；该系统还包括
至少一个数据采集控制终端，所述数据采集控制终端用于采集油井的基 本数据、变频器的变频反馈信息，并将所述基本数据和变频反馈信息通过网 络进行传送；其中，所述基本数据包括所述油井的载荷、位移、压力、温度、 油井电动机的电参量；
变频处理单元，所述变频处理单元用于接收所述基本数据和变频反馈信 息，并根据所述基本数据、变频反馈信息、预存基础数据进行分析和综合诊 断，并根据综合诊断结果确定变频参数，并发送变频指令至所述数据采集控 制终端；
所述数据采集控制终端还用于接收所述变频处理单元传送的所述变频指 令，并发送该变频指令至变频器；
所述变频器用于接收所述数据采集控制终端传送的变频指令，根据该变 频指令对该油井电动机进行控制。
为实现上述目的，本实用新型还提供一种数据采集控制终端，所述数据采集控制终端包括数据采集单元、无线收发单元、微控制器和变频单元；其中， 数据釆集单元，用于采集油井的基本数据；
无线收发单元，用于通过网络接收变频器传送的变频反馈信息；用于接 收所述微控制器传送的处理后的所述基本数据和变频反馈信息，并通过网络 传送至变频处理单元；用于接收所述变频处理单元通过网络传送的变频指令， 并将该变频指令传送至所述微控制器；用于接收所述变频单元通过微控制器 传送的变频指令，并通过网络传送至变频器；
微控制器，用于接收所述数据采集单元和无线收发单元传送的基本数据 和变频反馈信息，进行处理后传送至所述无线收发单元；用于接收所述无线 收发单元传送的从所述变频处理单元接收的变频指令，并对该变频指令进行 处理后传送至所述变频单元；用于接收所述变频单元传送的所述变频指令， 并将该变频指令通过无线收发单元传送至所述变频器；
变频单元，接收所述微处理器传送的处理后的变频指令并将该变频指令 传送至所述微控制器。
本实用新型的有益效果在于该系统可实现远程油井采油动态资料数据 的自动化采集和传输；在无人值守情况下及时掌握油井的采油动态变化；
由远程变频控制单元对油井工况进行综合诊断，依据油井综合诊断结果 选择最佳变频方案；利用优化方法对变频参数进行优化，从而实现对采油设 备的最高效变频控制，达到提高泵效的最佳应用效果；
实现数据的自动化采集和传输，采集数据准确及时，数据采集、综合诊 断、智能变频控制，统一发布完全自动进行；应用情况稳定、可靠，满足了 用户在油井智能变频控制管理工作上的需求；
采用无线传输方式，不受地域限制，适用于具有"用户多，分布分散" 特点的油井的数据采集应用；
数据采集控制终端(RTU)使用的主芯片是MSP430系列，它的最大优势 在于低功耗，适用于油井报警无外部供电、采用高能电池长期供电的应用要求。

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的 一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中
图1是本实用新型油井变频控制系统构成示意图； 图2为本实用新型数据采集控制终端结构示意图； 图3为本实用新型变频器结构示意图4为本实用新型实施方式的油井变频控制系统构成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施 方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性 实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型提供一种油井变频控制系统和数据采集控制终端。以下结合
附图1至附图4对本实用新型进行详细说明。
图1为本实用新型的油井变频控制系统构成示意图。如图1所示，该系
统包括至少一个数据采集控制终端RTU101和变频处理单元；其中，
该数据采集控制终端101用于采集油井的基本数据、变频器的变频反馈
信息，并将该基本数据和变频反馈信息通过无线通信网络进行传送；
该变频处理单元用于接收数据采集控制终端101通过网络传送的基本数
据和变频反馈信息，并根据该基本数据、变频反馈信息、以及预存基础数据
进行分析和综合诊断，并根据综合诊断结果确定变频参数，并发送变频指令
至数据采集控制终端101;
这样，数据采集控制终端101还用于接收该变频处理单元传送的变频指
令，并发送该变频指令至变频器108;
该变频器108与数据采集控制终端101连接，用于接收数据采集控制终 端101传送的变频指令，根据该变频指令对油井电动机进行控制，从而通过该油井电动机控制油井。
其中，变频反馈信息可为该变频器的实际允许频率、转速等；变频参数 可为频率或转速等；基本数据可包括油井的载荷(功图数据)、位移、压力、 温度、油井电动机的电参量；该电参量可为电流、电压、功率和功率因素等。 预存的基础数据可包括井号、油层压力、饱和压力、气油比、油层中深、原 油粘度、含水等数据。
由上述实施方式可知，通过数据采集控制终端101可实现远程油井采油 动态资料数据的自动化采集和传输、在无人值守情况下及时掌握油井的采油 动态变化，在此基础上由远程变频处理单元对油井工况进行综合诊断，根据 综合诊断结果选择最佳变频方案，以对采油设备进行变频控制；并且通过采 用无线数据传输方式，可不受地域限制，适用于具有"用户多，分布分散" 特点的油井的数据采集应用。
此外，上述变频控制系统可用于任何抽油井，如抽油机井、电潜泵井、 螺杆泵井等。
在本实施方式中，无线通信网络可以为CDMA或GPRS，但不限于此。 在本实用新型的一个实施方式中，如图1所示，该变频处理单元可包括 数据接收单元102，用于通过网络接收数据釆集控制终端101传送的基本 数据和变频反馈信息；
数据分析单元103，与数据接收单元102连接，用于根据接收的基本数据、 变频反馈信息和预存基础数据对相关数据，如地面示功图、油井产液量等进 行分析，以获取数据分析结果；
综合诊断单元105，与数据接收单元102和数据分析单元103连接，用于 根据所述数据分析结果、基本数据、变频反馈信息和预存基础数据进行一系 列综合诊断，以获取综合诊断结果；如对数据分析单元103的相关分析结果 地面示功图、油井产液量数据进行精确地功图特征综合诊断；
变频控制单元107，与综合诊断单元106连接，用于根据综合诊断结果确定变频参数，并发送变频指令至数据采集控制终端ioi。
由上述实施例可知，通过数据采集控制终端101自动实时釆集工况数据，
无需人工干预；
通过数据接收单元102和数据分析单元103，自动完成数据分析，生成各
种分析报表，如油井数据采集报表，功图，产液量报表，电量报表等。
通过综合诊断单元105对油井工况进行综合诊断，根据综合诊断结果选择 最佳变频方案，以对采油设备进行变频控制。
在本实用新型的另一个实施方式中，如图1所示，该变频处理单元可包 括数据接收单元102，用于通过网络接收数据采集控制终端101传送的基本 数据和变频反馈信息；
数据分析单元103，与数据接收单元102连接，用于根据接收的基本数据、 变频反馈信息和预存基础数据对相关数据，如地面示功图、油井产液量等进 行分析，以获取数据分析结果；
综合诊断单元105，与数据接收单元102和数据分析单元103连接，用于
根据该数据分析结果、基本数据、变频反馈信息和预存基础数据进行综合诊 断，以获取综合诊断结果；如对数据分析单元103的相关分析结果地面示功 图、油井产液量数据等进行精确地功图特征综合诊断，判断油井的工作状态， 如油井是否供液充足、泵沉没度是否合适等工作状态，将油井的工况诊断结 果传送至变频优化单元106;除进行上述工况诊断外，还可进行油井管柱力学 分析，系统效率分析等。
变频优化单元106，与综合诊断单元105连接，用于根据综合诊断结果， 如是否供液充足、泵沉没度是否合适等和预存的历史变频参数首先判断是否 需要对变频参数进行变频优化，若判断结果为是，则对变频参数进行精细化 优化设计，将优化后的优化变频参数传送至变频控制单元107;其中，可采用
RL模糊神经网络算法对变频参数进行精细化优化设计；
变频控制单元107，与变频优化单元106连接，用于根据历史变频参数对优化变频参数进行验证，若验证通过，则发送变频指令将优化变频参数传送 至数据采集控制终端101;若验证未通过，则变频控制单元107拒绝执行本次
优化变频参数，将频率转速等优化变频参数发送给变频优化单元106重新进
行变频优化。
在本实施方式中，对优化变频参数进行验证可采用如下方式该变频优
化单元106根据预存历史变频参数对变频优化单元106得出的本次优化变频
参数进行正确性和合理范围验证，若处于正确性和合理性范围，则通过验证。 否则，没有通过验证。其中，该正确性和合理范围是变频器能够实现的频率 范围，同时也是电机乃至整个油井系统更加接近优化状态的范围，该范围既 可以通过神经网络自学习获得，也可以系统预设。
由上述实施例可知，变频优化单元106通过RL模糊神经网络算法对变频参 数进行精细优化计算，从而达到提高泵效的最佳应用效果，从而避免事故的 产生。
如图1所示，变频处理单元还包括存储单元104，用于储存基本数据、变 频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、优化变频参数、优化变频参数 验证信息和基础数据。
如图1所示，该变频处理单元还包括信息发布单元109，用于对所述基本 数据、变频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、优化变频参数和/或变 频参数记录进行浏览或查询。
如图1所示，该系统还包括至少一个用户终端IIO，该用户终端110与变 频处理单元连接，至少包括参数配置单元(图中未示出)，用于对数据釆集 控制终端101的采集方式进行参数配置、或对油井的运行参数进行设置，并 将该配置的参数或运行参数通过变频处理单元、网络传送至数据采集控制终 端101;这样，该数据采集控制终端101接收该配置的参数或运行参数，并根 据配置的参数来采集数据；或者根据运行参数控制油井的运行；其中，釆集 方式需配置的参数可包括采集参数的种类、采集时间、采集间隔等参数；运、冲程、电机转速等；
并且该用户终端110还包括WEB发布单元(图中未示出)，该WEB发布 单元用于对釆集的基本数据和变频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、 优化变频参数、变频参数记录进行浏览或查询。
此外，用户终端110对整个系统的功能、参数，如用户参数，油井分类参 数和时间间隔参数等进行配置，使整个系统按照最合理的方式运行。同时可 以分配用户、角色、权限等，保证系统的运行安全。其具体功能包括用户、 角色、权限的设置；油井分类管理，即按厂、工区等行政管理机构分类或按 管网等地理结构分类，分类可以进行管理，可以按照分类形成不同视图，对 所属的全部油井的功图、电参量、压力、温度进行监控；对数据采集控制终 端101上报数据的时间间隔进行设置等。
这样，使用Web发布功能，实现相关人员利用浏览器了解油井的工况和各 种报表数据的浏览；利用用户、权限的合理分配，让使用人员了解权限范围 内的信息。
图2是本实用新型数据采集控制终端101结构示意图。如图2所示，数 据采集控制终端101包括数据采集单元、微控制器205、变频单元210和无线 收发单元206:其中，
数据采集单元，用于采集所述油井的基本数据；其中，数据采集单元可 包括载荷传感器202，采集油井的载荷；位移传感器203，用于采集油井的 位移；压力/温度传感器204，用于采集油井的压力、流体的温度；电参量采 集单元201，用于采集油井电动机的电参量。
无线收发单元206，用于通过网络接收变频器传送的变频反馈信息；用于 接收微控制器205传送的处理后的基本数据和变频反馈信息，并通过网络传 送至变频处理单元；用于接收变频处理单元通过网络传送的变频指令，并将 该变频指令传送至微控制器205;用于接收变频单元210通过微控制器205传 送的变频指令，并通过网络传送至变频器；微控制器205，与数据采集单元、无线收发单元206和变频单元210连接， 用于接收数据采集单元和无线收发单元206传送的基本数据和变频反馈信息， 进行处理后传送至无线收发单元206;用于接收无线收发单元206传送的从变 频处理单元接收的变频指令，并对该变频指令进行处理后传送至变频单元210; 用于接收变频单元210传送的变频指令，并将该变频指令通过无线收发单元 206传送至变频器；
变频单元210，接收微处理器205传送的处理后的变频指令并将该变频指 令传送至微控制器205。
如图2所示，数据采集控制终端101还包括显示单元207，与微控制器205 连接，用于在微控制器205的控制下显示基本数据、变频反馈信息和/或变频 指令。在本实施方式中，该显示单元207为液晶显示器，液晶显示器平时一直 处于断电状态，当用户需要在现场读取当前实时压力和流量数据时，可通过 设置的按键开启液晶显示器，将实时压力和流量数据显示到液晶显示屏上。
此外，数据采集控制终端101还包括存储单元208，与微控制器205连接， 用于储存基本数据、变频反馈信息和/或变频指令。
此外，数据采集控制终端101还可发送变频指令至变频器108，还可发送 其它控制指令至变频器108，如急停/报闸指令。
上述微控制器205采用TI公司的超低功耗MSP430系列微控制器，充分利用
休眠机制，最大限度地降低系统耗电，保证了系统长期平稳运行。
本实施例中，数据采集控制终端101还包括电源管理单元209，与微控制 器205连接，用于为数据采集控制终端101供电。该电源管理单元209为内置于 数据采集控制终端101中，且可方便更换的高能电池，若在每天上传两次数据 的情况下，系统可连续工作时间不小于6个月。
微功耗功能设计微功耗数据采集装置101已经成为工业生产中的重要 组成部分，在数据采集系统中，如何节电以使系统工作时间更长，已成为系 统开发工程中必须加以考虑的问题，尤其在系统无法使用外部供电的时候，微功耗设计将显得尤为重要。
图3为本实用新型变频器的构成示意图。如图3所示，变频器108包括
信息收发单元306，用于接收数据采集控制终端101发送的变频指令并发 送至变频管理单元301;
变频管理单元301，用于接收信息收发单元306传送的变频指令，并传送 至变频驱动单元304;
变频驱动单元304，与变频管理单元301连接，用于接收变频指令，对油 井电动机进行变频；并且还用于传送该变频器自身的运行信息，如变频反馈 信息至反馈管理单元301;
反馈管理单元301，与变频驱动单元304和信息收发单元306连接，用于 接收变频驱动单元304传送的变频反馈信息，并传送至信息收发单元306;并 且信息收发单元306还用于发送该变频反馈信息至数据采集控制终端101。
此外，如图3所示，信息收发单元306还可以接收数据采集控制终端101 发送的其它控制指令，如急停/报闸指令；
此时，该变频器108还包括急停/报闸单元302，该急停/报闸单元302与 信息收发单元306和变频驱动器304连接，用于接收信息收发单元306传送 的该急停/报闸指令，并将该指令传送至变频驱动单元304;变频驱动单元304， 接收该急停/报闸单元302传送的急停/报闸指令，对油井电动机305进行急 停/报闸操作。
如图3所示，变频器108还包括电源管理单元307，与变频驱动单元304连 接，用于为变频器108供电。
图4为本实用新型实施方式的油井变频控制系统构成示意图。其中，数据 采集控制终端401可采用如图2所示的构成。
本实施方式中，数据接收单元102和存储单元104可采用油田Internet主 机402进行数据采集和存储。数据分析单元103、综合诊断单元105,变频优化 单元1Q6，变频控制单元107和信息发布单元109可采用服务器403实现。其中，可通过GPRS或CDMA网络、油田Internet主机402实现数据采集控制 终端401与服务器403之间的双向通信， 一方面数据采集控制终端401将采集的 数据发送到油田Internet主机402，进而传递回服务器403;另一方面，服务 器403接收用户终端404发出的数据采集、数据传输和变频等指令，通过油田I nternet主机402将数据采集，数据传输和变频指令发送到数据采集控制终端 401 。油田Internet主机402将数据采集控制终端401传上来的频率转速等编码 数据解析处理后存到存储单元中。整个数据传输、解析、存储过程都有统一 的协议和规范，来保证系统的一致性、兼容性和扩展性。
本实用新型的油井远程综合诊断变频控制系统现场试验表明，该系统安 装简洁规范，采集数据精确，应用情况稳定、可靠。
通过本实用新型的系统，可完成的功能为
1) 实现油井功图、电参量、压力、温度和变频反馈信息的自动实时采集、 解析、入库，无需人工干预；
2) 系统自动完成对数据的分析，生成各种分析报表；
3) 实现对油井工况的综合诊断，在综合诊断基础上进行变频优化设计；
4) 利用神经网络计算方法实现对变频参数的精细化优化设计；
5) 实现对变频器的远程变频控制，形成一个从数据釆集到远程变频控制 的大闭环；
6) 通过用户终端实现对油井运行参数、采集方式的设置；
7) 使用Web发布功能，实现相关人员利用浏览器了解油井的工况和各种 报表数据的浏览；
8) 利用用户、权限的合理分配，让使用人员了解权限范围内的信息；
9) 采用超低功耗MSP430系列微控制器，充分利用休眠机制，最大限度地 降低系统耗电，保证了长期平稳运行。
在本实施例中，数据采集控制终端101功能
1)电参量采集功能。能采集到油井电动机的电压，电流，功率和功率因素;2) 功图数据采集功能；
3) 压力/温度数据采集功能；
4) 现场液晶显示功能；
5) 集成GPRS/CDMA数据发送功能；
6) 现场变频控制功能；
7) 内置可方便更换的高能电池，每天上传两次数据的情况下，连续工作 时间不小于12个月。
通过本实用新型，采用GPRS/CDMA数据传输方式，不受地域限制，适用于 具有"用户多，分布分散"特点的油井、站的数据釆集应用；它的最大优势 在于综合诊断基础上的远程变频优化控制，系统采集数据准确及时，数据采 集、综合诊断、变频优化设计，变频控制以及统一信息发布完全自动进行， 系统管理保证系统的运行安全和数据安全；数据采集控制终端(RTU)使用的 主芯片205是MSP430系列，低功耗，适用于油井无外部供电、采用高能电池20 2长期供电的应用要求。该系统具有稳定、可靠的特点，完全可以满足用户在 油井远程变频控制管理工作上的需求。
以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实 施方式而己，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神 和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1. 一种油井变频控制系统，该系统包括变频器；其特征在于，该系统还包括至少一个数据采集控制终端，所述数据采集控制终端与所述变频器连接，用于采集油井的基本数据、变频器的变频反馈信息，并将所述基本数据和变频反馈信息通过网络进行传送；其中，所述基本数据包括所述油井的载荷、位移、压力或温度、油井电动机的电参量；变频处理单元，所述变频处理单元用于通过所述网络接收所述数据采集控制终端传送的基本数据和变频反馈信息，并根据所述基本数据、变频反馈信息、预存基础数据进行分析和综合诊断，并根据综合诊断结果确定变频参数，并发送变频指令至所述数据采集控制终端；所述数据采集控制终端还用于接收所述变频处理单元传送的所述变频指令，并发送该变频指令至变频器；所述变频器用于接收所述数据采集控制终端传送的变频指令，根据该变频指令对该油井电动机进行控制。
2. 根据权利要求1所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述变频处 理单元包括数据接收单元，该数据接收单元用于通过网络接收所述数据采集控制终 端传送的所述基本数据和变频反馈信息；数据分析单元，该数据分析单元与所述数据接收单元连接，用于根据所 述基本数据、变频反馈信息和预存基础数据对相关数据进行分析，以获取数 据分析结果；综合诊断单元，该综合诊断单元与所述数据接收单元和数据分析单元连 接，用于根据所述数据分析结果、基本数据、变频反馈信息和预存基础数据 进行综合诊断，以获取综合诊断结果；变频控制单元，该变频控制单元与所述综合诊断单元连接，用于根据综合诊断结果确定变频参数，并发送变频指令至所述数据采集控制终端。
3. 根据权利要求1所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述变频处 理单元包括数据接收单元，该数据接收单元用于通过网络接收所述数据釆集控制终 端传送的所述基本数据和变频反馈信息；数据分析单元，该数据分析单元与所述数据接收单元连接，用于根据所 述基本数据、变频反馈信息和预存基础数据对相关数据进行分析，以获取数 据分析结果；综合诊断单元，该综合诊断单元与所述数据接收单元和数据分析单元连 接，用于根据所述数据分析结果、基本数据、变频反馈信息和预存基础数据 进行综合诊断，以获取综合诊断结果；变频优化单元，所述变频优化单元与所述综合诊断单元连接，用于根据 所述综合诊断结果和预存的历史频率数据判断是否进行变频，若判断结果为 是，则对变频参数进行优化，将优化后的优化变频参数进行传送；变频控制单元，所述变频控制单元与所述变频优化单元连接，用于根据 历史频率数据对优化变频参数进行验证，若验证通过，则发送变频指令将优 化变频参数传送至所述数据采集控制终端；若验证未通过，则将该优化变频 参数发送给所述变频优化单元重新进行变频优化。
4. 根据权利要求2或3所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述变 频处理单元还包括存储单元，所述存储单元与所述数据接收单元、数据分析 单元、综合诊断单元、变频优化单元、变频控制单元连接，用于储存所述基 本数据、变频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、优化变频参数、优化 变频参数验证信息和基础数据。
5. 根据权利要求4所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述变频处 理单元还包括信息发布单元，与所述数据接收单元、数据处理单元、综合诊 断单元、存储单元、变频控制单元、或变频优化单元连接，用于对所述基本数据、变频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、优化变频参数和/或变 频参数记录进行浏览或查询。
6. 根据权利要求4所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述系统还 包括至少一个用户终端，该用户终端与所述变频处理单元连接，至少包括参 数配置单元，用于对所述数据采集控制终端的数据采集进行参数配置，并将 该配置的参数通过所述变频处理单元、网络传送至所述数据釆集控制终端；所述数据采集控制终端接收该配置的参数，并根据该配置的参数来采集 数据；并且所述用户终端还包括WEB发布单元，该WEB发布单元用于对所述基 本数据、变频反馈信息、数据分析结果、综合诊断结果、优化变频参数和/或 变频参数记录进行浏览或查询。
7. 根据权利要求1所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述数据釆 集控制终端包括数据采集单元、无线收发单元、微控制器和变频单元；其中，数据采集单元，与所述微控制器连接，用于采集所述油井的基本数据； 无线收发单元，与所述微控制器连接，用于通过网络接收所述变频器传 送的所述变频反馈信息；用于接收所述微控制器传送的处理后的所述基本数 据和变频反馈信息，并通过网络传送至所述变频处理单元；用于接收所述变 频处理单元通过网络传送的变频指令，并将该变频指令传送至所述微控制器; 用于接收所述变频单元通过微控制器传送的变频指令，并通过网络传送至变 频器；微控制器，与所述数据采集单元、所述无线收发单元和所述变频单元连 接，用于接收所述数据采集单元和无线收发单元传送的基本数据和变频反馈 信息，进行处理后传送至所述无线收发单元；用于接收所述无线收发单元传 送的从所述变频处理单元接收的变频指令，并对该变频指令进行处理后传送 至所述变频单元；用于接收所述变频单元传送的所述变频指令，并将该变频 指令通过无线收发单元传送至所述变频器；变频单元，与所述微控制器连接，接收所述微处理器传送的处理后的变 频指令，并将该变频指令传送至所述微控制器。
8. 根据权利要求7所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述数据釆集单元包括载荷传感器，用于采集油井的载荷并传送至所述微控制器； 位移传感器，用于采集油井的位移并传送至所述微控制器； 压力/温度传感器，用于采集油井的压力、流体的温度并传送至所述微控 制器；电参量釆集单元，用于釆集油井电动机的电参量并传送至所述微控制器。
9. 根据权利要求7所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述数据釆 集控制终端还包括显示单元，与所述微控制器连接，用于在所述微控制器的 控制下显示所述基本数据、变频反馈信息和/或变频指令。
10. 根据权利要求7所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述数据采 集控制终端还包括存储单元，与所述微控制器连接，用于在所述微控制器的 控制下储存所述基本数据、变频反馈信息和/或变频指令。
11. 根据权利要求7所述的油井变频控制系统，其特征在于，所述数据采 集控制终端还包括电源管理单元，与所述微控制器连接，用于为所述数据采 集控制终端供电。
12. 根据权利要求1所述油井变频控制系统，其特征在于，所述变频器包括: 信息收发单元，用于接收所述数据采集控制终端发送的变频指令； 变频管理单元，用于接收所述信息收发单元传送的变频指令，并进行传送; 变频驱动单元，与所述变频管理单元连接，用于接收所述变频指令，对油井电动机进行变频；并且还用于传送变频反馈信息；反馈管理单元，与所述变频驱动单元和信息收发单元连接，用于接收所 述变频驱动单元传送的变频反馈信息，并传送至所述信息收发单元；并且所述信息收发单元还用于发送所述变频反馈信息至所述数据采集控制终端。
13. 根据权利要求12所述油井变频控制系统，其特征在于，所述变频器 还包括急停/报闸单元，与所述信息收发单元和变频驱动单元连接，用于通过 所述信息收发单元接收从所述用户终端传送的急停/报闸指令，并将该急停/ 报闸指令传达至所述变频驱动单元；所述变频驱动单元还用于根据所述急停/报闸指令对所述油井电动机进 行急停/报闸操作。
14. 根据权利要求12所述油井变频控制系统，其特征在于，所述变频器还 包括电源管理单元，与变频驱动单元连接，用于为该变频器供电。
15. —种数据采集控制终端，其特征在于，所述数据釆集控制终端包括数 据釆集单元、无线收发单元、微控制器和变频单元；其中，数据釆集单元，与所述微控制器连接，用于釆集油井的基本数据；无线收发单元，与所述微控制器连接，用于通过网络接收变频器传送的 变频反馈信息；用于接收所述微控制器传送的处理后的所述基本数据和变频 反馈信息，并通过网络传送至变频处理单元；用于接收所述变频处理单元通 过网络传送的变频指令，并将该变频指令传送至所述微控制器；用于接收所 述变频单元通过微控制器传送的变频指令，并通过网络传送至变频器；微控制器，与所述数据采集单元、所述无线收发单元和所述变频单元连 接，用于接收所述数据采集单元和无线收发单元传送的基本数据和变频反馈 信息，进行处理后传送至所述无线收发单元；用于接收所述无线收发单元传 送的从所述变频处理单元接收的变频指令，并对该变频指令进行处理后传送 至所述变频单元；用于接收所述变频单元传送的所述变频指令，并将该变频 指令通过无线收发单元传送至所述变频器；变频单元，与所述微控制器连接，接收所述微处理器传送的处理后的变 频指令并将该变频指令传送至所述微控制器。
16. 根据权利要求15所述的数据釆集控制终端，其特征在于，所述数据采集单元包括载荷传感器，用于采集油井的载荷并传送至所述微控制器； 位移传感器，用于釆集油井的位移并传送至所述微控制器； 压力/温度传感器，用于采集油井的压力、流体的温度并传送至所述微控 审U器；电参量采集单元，用于采集油井电动机的电参量并传送至所述微控制器。
17. 根据权利要求15所述的数据采集控制终端，其特征在于，所述数据 采集控制终端还包括显示单元，与所述微控制器连接，用于在所述微控制器 的控制下显示所述基本数据、变频反馈信息和/或变频指令。
18. 根据权利要求15所述的数据采集控制终端，其特征在于，所述数据 釆集控制终端还包括存储单元，与所述微控制器连接，用于在所述微控制器 的控制下储存所述基本数据、变频反馈信息和/或变频指令。
19. 根据权利要求15所述的数据采集控制终端，其特征在于，所述数据 采集控制终端还包括电源管理单元，与所述微控制器连接，用于为所述数据 采集控制终端供电。
专利摘要本实用新型提供一种油井变频控制系统和数据采集控制终端。其中，该系统包括至少一个数据采集控制终端，用于采集油井的基本数据、变频器的变频反馈信息，并将该基本数据和变频反馈信息通过网络进行传送；变频处理单元，用于接收基本数据和变频反馈信息，并根据该基本数据、变频反馈信息、预存基础数据进行分析和综合诊断，并根据综合诊断结果确定变频参数，发送变频指令至数据采集控制终端；该数据采集控制终端还用于接收变频处理单元传送的变频指令，并发送该变频指令至变频器，通过该变频器对采油设备进行变频控制。该数据采集控制终端包括数据采集单元、无线收发单元、微控制器和变频单元。通过本实用新型可不受地域限制自动采集传输数据，对油井工况进行综合诊断，根据诊断结果选择最佳变频方案。
文档编号H02P23/00GK201246144SQ20082007942
公开日2009年5月27日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者关成尧, 杰 张, 檀朝东, 檀革勤 申请人:中国石油大学(北京);北京雅丹石油技术开发有限公司