專(zhuān)利名稱(chēng)：油井節(jié)能自動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油井節(jié)能自動(dòng)控制器。
現(xiàn)有的油井自動(dòng)控制器大多不同程度的存在油田能耗大，出油低，線路長(zhǎng)，壓降大，電壓不穩(wěn)定，電機(jī)燒壞率高等缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)的油田，如陜北油田，歷來(lái)是由一臺(tái)150A交流接觸器來(lái)控制一道溝內(nèi)十幾臺(tái)抽油機(jī)的工作。交流接觸器一接通，一道溝內(nèi)的十幾臺(tái)抽油機(jī)就同時(shí)起動(dòng)。一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需要的電功率是該電機(jī)額定功率的6-9倍，假設(shè)一道溝內(nèi)有10臺(tái)3KW電動(dòng)機(jī)，它們的額定總功率即是30KW，那么它們起動(dòng)時(shí)，最少需要180KW電功率，最大則需要300KW。而目前陜北油田每道溝的變壓器最大只有75KW。這說(shuō)明油田電網(wǎng)容量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足30KW電機(jī)起動(dòng)的要求。電網(wǎng)容量小，電機(jī)起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速低，電流大，電機(jī)發(fā)熱增大，特別是末端的電動(dòng)機(jī)，甚至可能起動(dòng)不起來(lái)，因此電機(jī)很快就會(huì)被燒壞。據(jù)調(diào)查，具有3000口井的油田每年需購(gòu)買(mǎi)500臺(tái)新電機(jī)、一噸漆包線，電機(jī)的損壞率均在30％以上。目前，陜北所有油田的抽油機(jī)均是日復(fù)一日的連續(xù)進(jìn)行工作，這種工作方式的主要缺點(diǎn)，一是能量損耗大，原油成本高；二是電機(jī)設(shè)備壽命短，損壞率高。現(xiàn)有技術(shù)中的末端電壓一般不超過(guò)200V，其不能起動(dòng)帶負(fù)荷的三相電機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)出現(xiàn)斷相，若不能及時(shí)切斷電源，則會(huì)燒壞電機(jī)。因?yàn)殡娋W(wǎng)缺了一相，電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速就降低，電流就增大，而隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，電流會(huì)越來(lái)越大，直至停轉(zhuǎn)，電流就達(dá)到最大值，此時(shí)電機(jī)很快即被燒毀。如果電機(jī)起動(dòng)前就已經(jīng)出現(xiàn)缺相，在電機(jī)帶負(fù)荷的情況下，一般起動(dòng)不起來(lái)，此時(shí)電機(jī)也很快就被燒壞了?，F(xiàn)有技術(shù)的斷相保護(hù)接到斷相保護(hù)命令后不能十分可靠地?cái)嚅_(kāi)繼電器的觸點(diǎn)，故其斷相保護(hù)效果欠佳。
本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種油田能耗小，出油高，線路負(fù)荷輕，壓降小，電壓穩(wěn)定，電機(jī)不易損壞的油井節(jié)能自動(dòng)控制器。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案如下一種油井節(jié)能自動(dòng)控制器，包括通過(guò)總開(kāi)關(guān)10與～380V交流電源相連的控制回路電源2，其特殊之處在于所述的控制回路電源2經(jīng)延時(shí)電路3接循環(huán)電路7，所述循環(huán)電路7的一路輸出經(jīng)起動(dòng)電路4中的繼電器與其觸點(diǎn)11相連，觸點(diǎn)11與接觸器14及循環(huán)電路7中繼電器的觸點(diǎn)13串接，接觸器14的觸點(diǎn)12與所述觸點(diǎn)11并接，接觸器14的常開(kāi)觸點(diǎn)15分別接于電機(jī)16的主回路中，循環(huán)電路7的另一路輸出接平安報(bào)警9；所述電機(jī)16的主回路中接有斷相檢測(cè)1，該斷相檢測(cè)1的輸出經(jīng)記憶電路8接斷相保護(hù)5，斷相保護(hù)5的輸出一路接循環(huán)電路7中的繼電器，另一路接斷相報(bào)警6；所述循環(huán)電路7包括時(shí)基集成塊A2，其輸出接三極管BG2基極，三極管BG2集電極接繼電器J2，繼電器J2的觸點(diǎn)J2-1與接觸器Jc串接；所述起動(dòng)電路4包括時(shí)基集成塊A3，其復(fù)位、電源端接所述時(shí)基集成塊A2的輸出端，其輸出的一路接時(shí)基集成塊A4的復(fù)位、電源端，所述時(shí)基集成塊A4的輸出接三極管BG4的基極，三極管BG2集電極接繼電器J3，繼電器J3的觸點(diǎn)J3-1與接觸器Jc串接，接觸器Jc的觸點(diǎn)Jc-4與觸點(diǎn)J3-1并接，觸點(diǎn)Jc-1～Jc-3串接于電機(jī)D的主回路中；所述時(shí)基集成塊A3輸出的另一路接時(shí)基集成塊A5的復(fù)位、電源端，該時(shí)基集成塊A5的輸出端經(jīng)接三極管BG10接三極管BG5的基極。
上述斷相保護(hù)5中穩(wěn)壓管DW1的正極與三極管BG6的集電極相接，所述斷相保護(hù)5中三極管BG1的集電極接繼電器J1，其觸點(diǎn)J1-1接時(shí)基集成塊A2的復(fù)位、電源端。
上述記憶電路8可包括雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW，其由三極管BG11、BG12構(gòu)成，三極管BG12的基極接斷相保護(hù)5中的穩(wěn)壓管DW1的正極。
上述斷相檢測(cè)1可包括設(shè)置于電機(jī)D主回路中的電流互感器L1～L3，其分別接于三極管BG6～BG8的基極，三極管BG8的集電極與三極管BG7的發(fā)射極相接，三極管BG7的集電極與三極管BG6的發(fā)射極相接，三極管BG6的集電極接穩(wěn)壓管DW1的負(fù)極。
上述延時(shí)電路3可包括時(shí)基集成塊A1，相串接的電阻W1、電容C1的接點(diǎn)接于時(shí)基集成塊A1的觸發(fā)、閾值端，時(shí)基集成塊A1的輸出端接斷相保護(hù)5中三極管BG1基極。
上述平安報(bào)警9可包括三極管BG3，其基極接三極管BG2輸出端，語(yǔ)音芯片HD2接于其集電極；所述斷相報(bào)警6包括三極管BG9，其基極接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW中三極管BG11的集電極，語(yǔ)音芯片HD1接于其集電極。
上述控制回路電源2可包括變壓器B，其經(jīng)橋式整流器D0接三端穩(wěn)壓器IC1。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、具有延時(shí)起動(dòng)，循環(huán)工作，斷相保護(hù)，斷相報(bào)警和正常“無(wú)事報(bào)平安”等功能，工作性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，使用十分方便，只需把該控制器串入電機(jī)電路中即可，無(wú)需人工管理；2、本實(shí)用新型尤適于3KW-10KW抽油機(jī)的節(jié)能自動(dòng)控制，當(dāng)占空比為1∶1時(shí)可節(jié)電50％，并能大大降低電機(jī)的損壞率；3、延時(shí)起動(dòng)。當(dāng)總開(kāi)關(guān)K(或交流接觸器)接通后，一個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)的每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)延時(shí)電路延時(shí)數(shù)分鐘后逐個(gè)起動(dòng)，如由遠(yuǎn)而近先后起動(dòng)，由此可解決集中起動(dòng)時(shí)因電壓不足而燒壞電機(jī)的弊??；4、循環(huán)工作。抽油機(jī)工作一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)停機(jī)，休息一段時(shí)間后又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)工作，如此循環(huán)往復(fù)，稱(chēng)為“循環(huán)工作”。本實(shí)用新型的循環(huán)電路使電機(jī)實(shí)行間歇式工作制度。采用占空比為1∶1的工作制度，可使電機(jī)有充分的時(shí)間休息冷卻。這種工作制度能使一個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)的電機(jī)在同一個(gè)時(shí)刻只有一半電機(jī)在工作，電網(wǎng)的負(fù)荷可減少一半，因此循環(huán)工作電路具有三大優(yōu)點(diǎn)(1)、節(jié)能效果顯著，可節(jié)電50％。一臺(tái)10KW電機(jī)一年不停地工作耗電為10KW×24小時(shí)×30天×12月＝86400度電；設(shè)每度電為0.4元，耗電費(fèi)為0.40元×86400度＝34560元。使用占空比為1∶1的本實(shí)用新型后，一年耗電可減少一半，即10KW×12小時(shí)×30天×12月＝43200度電；耗電費(fèi)也比原來(lái)降低一半，即34560元÷2＝1.728萬(wàn)元。若有10000臺(tái)10KW的抽油機(jī)，一年可節(jié)約電費(fèi)17280元×10000＝1.728億元；(2)、可提高電網(wǎng)末端的電壓?，F(xiàn)有技術(shù)中的末端電壓一般不超過(guò)200V，其不能起動(dòng)帶負(fù)荷的三相電機(jī)，而本實(shí)用新型可將末端電壓提高至290V，使帶負(fù)荷的三相電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)工作；(3)、電機(jī)使用壽命長(zhǎng)，損壞率低；5、斷相保護(hù)。本實(shí)用新型的斷相保護(hù)電路，可使電網(wǎng)無(wú)論在什么情況下，只要出現(xiàn)斷相，即能在五秒鐘內(nèi)可靠地切斷電源，使電機(jī)得到有效地保護(hù)；6、斷相報(bào)警。在電機(jī)停機(jī)時(shí)，為了區(qū)分電機(jī)是在正常的循環(huán)休息，還是因斷相故障而停機(jī)，本實(shí)用新型設(shè)置了斷相報(bào)警電路和平安報(bào)警電路。當(dāng)電網(wǎng)有斷相故障時(shí)，斷相報(bào)警電路報(bào)警，發(fā)出一種警示音；當(dāng)電網(wǎng)正常無(wú)故障時(shí)，平安報(bào)警電路工作，發(fā)出一種提示音，使用非常簡(jiǎn)便。
附圖圖面說(shuō)明如下


圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述參見(jiàn)
圖1，當(dāng)本實(shí)用新型總開(kāi)關(guān)10合閘或交流接觸器閉合時(shí)，控制回路電源2開(kāi)始給控制回路供電。經(jīng)延時(shí)電路3延時(shí)后，循環(huán)電路7輸出高電平，循環(huán)電路7中繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)13閉合，數(shù)秒鐘后起動(dòng)電路4工作，其繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)11閉合1秒鐘后釋放，接觸器14得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)12、15閉合，電機(jī)16起動(dòng)。電機(jī)16運(yùn)行60分鐘后，循環(huán)電路7輸出低電平，其中繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)13斷開(kāi)，接觸器14的常開(kāi)觸點(diǎn)12、15斷開(kāi)，電機(jī)16停止工作。平安報(bào)警9工作，報(bào)告“平安無(wú)事”。休息60分鐘后重復(fù)上述過(guò)程，如此循環(huán)，直至總開(kāi)關(guān)10斷開(kāi)為止。當(dāng)電機(jī)16在運(yùn)行過(guò)程中電網(wǎng)有斷相故障時(shí)，斷相檢測(cè)1即檢測(cè)到斷相信號(hào)，并送至記憶電路8，同時(shí)通知斷相保護(hù)5斷開(kāi)循環(huán)電路7中繼電器的觸點(diǎn)13，接觸器14的觸點(diǎn)12、15也同時(shí)被打開(kāi)，電機(jī)16的電源斷開(kāi)，電機(jī)16得到了保護(hù)。如果電網(wǎng)在接觸器14的觸點(diǎn)閉合以前已經(jīng)斷相，那么當(dāng)觸點(diǎn)12、15閉合后，斷相檢測(cè)1將檢測(cè)到斷相信號(hào)，并將斷相信號(hào)送入記憶電路8，同時(shí)通知斷相保護(hù)5斷開(kāi)觸點(diǎn)13，觸點(diǎn)12、15同時(shí)也被斷開(kāi)，電機(jī)16得到保護(hù)?，F(xiàn)有技術(shù)的斷相保護(hù)接到斷相保護(hù)命令后十分可靠地?cái)嚅_(kāi)繼電器的觸點(diǎn)。本實(shí)用新型接到命令后5秒鐘內(nèi)繼電器的觸點(diǎn)即被可靠斷開(kāi)。故其斷相保護(hù)十分有效。在繼電器的觸點(diǎn)斷開(kāi)的同時(shí)，斷相報(bào)警6會(huì)發(fā)出警示音。
參見(jiàn)圖2，總開(kāi)關(guān)10即總開(kāi)關(guān)K合閘時(shí)，～380V交流電經(jīng)控制回路電源2中的變壓器B變壓、橋式整流器D0整流后，由三端穩(wěn)壓器IC1即7812輸出+12V；經(jīng)延時(shí)電路3中的時(shí)基集成塊A1延遲后，使斷相保護(hù)5中的三極管BG1導(dǎo)通，繼電器J1得電，其觸點(diǎn)J1-1閉合，則循環(huán)電路7得電；循環(huán)電路7中的時(shí)基集成塊A2輸出高電平，使三極管BG2導(dǎo)通，繼電器J2得電，其觸點(diǎn)13即J2-1閉合；起動(dòng)電路4中的時(shí)基集成塊A3延時(shí)數(shù)秒后輸出高電平，時(shí)基集成塊A4輸出高電平1秒，使三極管BG4導(dǎo)通，繼電器J3得電，其觸點(diǎn)11即J3-1閉合1秒，則接觸器14即Jc得電，其觸點(diǎn)12即Jc-4、觸點(diǎn)15即Jc-1～Jc-3閉合，電機(jī)16即電機(jī)D運(yùn)行，完成起動(dòng)。電路運(yùn)行1小時(shí)后，時(shí)基集成塊A2輸出低電平，三極管BG2截止，使繼電器J2失電，其觸點(diǎn)J2-1斷開(kāi)；接觸器Jc失電，其觸點(diǎn)Jc-1～Jc-4斷開(kāi)，電機(jī)D停止。電機(jī)D停止1小時(shí)后，時(shí)基集成塊A2又輸出高電平，觸點(diǎn)J2-1重新閉合，電機(jī)D恢復(fù)運(yùn)行，如此周而復(fù)始。當(dāng)時(shí)基集成塊A2輸出低電平時(shí)，平安報(bào)警9中的三極管BG3導(dǎo)通，語(yǔ)音芯片HD2報(bào)告“平安無(wú)事”。在時(shí)基集成塊A3輸出高電平的同時(shí)，時(shí)基集成塊A5開(kāi)始延時(shí)，數(shù)秒后輸出高電平，使三極管BG5即9012輸出高電平。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW由三極管BG11、BG12構(gòu)成，若雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW初始狀態(tài)設(shè)計(jì)為左低右高，即三極管BG11一端為左，三極管BG12一端為右。由于電流互感器L1～L3均有電流，所以3只三極管BG6～BG8均導(dǎo)通，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW左端N點(diǎn)電位為0V，此時(shí)如果電網(wǎng)某相斷相，對(duì)應(yīng)的電流互感器則無(wú)電，對(duì)應(yīng)的三極管則截止，N點(diǎn)電位升至10V左右，使穩(wěn)壓管DW1擊穿，使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW右端三極管BG12基極得到高電位，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW翻轉(zhuǎn)，成為左高右低，斷相保護(hù)電路5中的三極管BG1基極電位被二極管D1鉗位于低電位，則三極管BG1截止，使繼電器J1失電，觸點(diǎn)J1-1、J2-1、Jc-1～Jc-4均斷開(kāi)，電機(jī)D停得到保護(hù)，同時(shí)，斷相報(bào)警6中的三極管BG9導(dǎo)通，語(yǔ)音芯片HD1發(fā)出警示音報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種油井節(jié)能自動(dòng)控制器，包括通過(guò)總開(kāi)關(guān)(10)與～380V交流電源相連的控制回路電源(2)，其特征在于所述的控制回路電源(2)經(jīng)延時(shí)電路(3)接循環(huán)電路(7)，所述循環(huán)電路(7)的一路輸出經(jīng)起動(dòng)電路(4)中的繼電器與其觸點(diǎn)(11)相連，觸點(diǎn)(11)與接觸器(14)及循環(huán)電路(7)中繼電器的觸點(diǎn)(13)串接，接觸器(14)的觸點(diǎn)(12)與所述觸點(diǎn)(11)并接，接觸器(14)的常開(kāi)觸點(diǎn)(15)分別接于電機(jī)(16)的主回路中，循環(huán)電路(7)的另一路輸出接平安報(bào)警(9)；所述電機(jī)(16)的主回路中接有斷相檢測(cè)(1)，該斷相檢測(cè)(1)的輸出經(jīng)記憶電路(8)接斷相保護(hù)(5)，斷相保護(hù)(5)的輸出一路接循環(huán)電路(7)中的繼電器，另一路接斷相報(bào)警(6)；所述循環(huán)電路(7)包括時(shí)基集成塊A2，其輸出接三極管BG2基極，三極管BG2集電極接繼電器J2，繼電器J2的觸點(diǎn)J2-1與接觸器Jc串接；所述起動(dòng)電路(4)包括時(shí)基集成塊A3，其復(fù)位、電源端接所述時(shí)基集成塊A2的輸出端，其輸出的一路接時(shí)基集成塊A4的復(fù)位、電源端，所述時(shí)基集成塊A4的輸出接三極管BG4的基極，三極管BG2集電極接繼電器J3，繼電器J3的觸點(diǎn)J3-1與接觸器Jc串接，接觸器Jc的觸點(diǎn)Jc-4與觸點(diǎn)J3-1并接，觸點(diǎn)Jc-1～Jc-3串接于電機(jī)D的主回路中；所述時(shí)基集成塊A3輸出的另一路接時(shí)基集成塊A5的復(fù)位、電源端，該時(shí)基集成塊A5的輸出端經(jīng)接三極管BG10接三極管BG5的基極。
2.如權(quán)利要求1所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的斷相保護(hù)(5)中穩(wěn)壓管DW1的正極與三極管BG6的集電極相接，所述斷相保護(hù)(5)中三極管BG1的集電極接繼電器J1，其觸點(diǎn)J1-1接時(shí)基集成塊A2的復(fù)位、電源端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的記憶電路(8)包括雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW，其由三極管BG11、BG12構(gòu)成，三極管BG12的基極接斷相保護(hù)(5)中的穩(wěn)壓管DW1的正極。
4.如權(quán)利要求3所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的斷相檢測(cè)(1)包括設(shè)置于電機(jī)D主回路中的電流互感器L1～L3，其分別接于三極管BG6～BG8的基極，三極管BG8的集電極與三極管BG7的發(fā)射極相接，三極管BG7的集電極與三極管BG6的發(fā)射極相接，三極管BG6的集電極接穩(wěn)壓管DW1的負(fù)極。
5.如權(quán)利要求4所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的延時(shí)電路(3)包括時(shí)基集成塊A1，相串接的電阻W1、電容C1的接點(diǎn)接于時(shí)基集成塊A1的觸發(fā)、閾值端，時(shí)基集成塊A1的輸出端接斷相保護(hù)(5)中三極管BG1基極。
6.如權(quán)利要求5所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的平安報(bào)警(9)包括三極管BG3，其基極接三極管BG2輸出端，語(yǔ)音芯片HD2接于其集電極；所述斷相報(bào)警(6)包括三極管BG9，其基極接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SDW中三極管BG11的集電極，語(yǔ)音芯片HD1接于其集電極。
7.如權(quán)利要求6所述的油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其特征在于所述的控制回路電源(2)包括變壓器B，其經(jīng)橋式整流D0接三端穩(wěn)壓器IC1。
專(zhuān)利摘要一種油井節(jié)能自動(dòng)控制器，其控制回路電源經(jīng)延時(shí)電路接循環(huán)電路，所述循環(huán)電路的一路輸出經(jīng)起動(dòng)電路中的繼電器與其觸點(diǎn)相連，觸點(diǎn)與接觸器及循環(huán)電路中繼電器的觸點(diǎn)串接，接觸器的觸點(diǎn)與所述觸點(diǎn)并接，接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接于電機(jī)的主回路中，循環(huán)電路的另一路輸出接平安報(bào)警；所述電機(jī)的主回路中接有斷相檢測(cè)，該斷相檢測(cè)的輸出經(jīng)記憶電路接斷相保護(hù)，斷相保護(hù)的輸出一路接循環(huán)電路中的繼電器，另一路接斷相報(bào)警。采用本實(shí)用新型油田能耗小，出油高，線路負(fù)荷輕，壓降小，電壓穩(wěn)定，電機(jī)不易損壞。
文檔編號(hào)E21B43/12GK2549177SQ0222484
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者陸海霞 申請(qǐng)人:陸海霞