專利名稱：一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置。
背景技術(shù)：
在稠油在開采中，主要采用蒸汽吞吐方式生產(chǎn)。在生產(chǎn)中，抽油機(jī)工作狀況受井下溫度，原油黏度影響較大，當(dāng)溫度和黏度發(fā)生變化時(shí)，如不能根據(jù)井況變化及時(shí)調(diào)整抽油機(jī)運(yùn)行工況，則會(huì)造成抽油效率降低，電能浪費(fèi)，甚至?xí)?dǎo)致抽油機(jī)故障停機(jī)，影響生產(chǎn)。最傳統(tǒng)的方式是人工更換皮帶輪來改變沖次，這顯然不能及時(shí)根據(jù)井況來調(diào)節(jié)沖次。隨著近些年來，變頻器技術(shù)的不斷發(fā)展，在很多油井都使用了變頻器來調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，但是實(shí)用新型人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的過程中發(fā)現(xiàn)，雖然使用變頻器都能很自如的調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，但每口都需要人工進(jìn)行測(cè)試后調(diào)節(jié)，而且井況在不停變化，這就需要人工經(jīng)常去 測(cè)試調(diào)節(jié)，往往都因?yàn)槿斯ふ{(diào)節(jié)工作的煩瑣、復(fù)雜和不及時(shí)而使安裝了變頻器的油井大部分都實(shí)現(xiàn)不了根據(jù)井況變化做到及時(shí)調(diào)節(jié)沖次，達(dá)不到理想中節(jié)能增產(chǎn)效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型通過提供一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能根據(jù)井況變化及時(shí)調(diào)整沖次的技術(shù)問題，克服了現(xiàn)有抽油機(jī)采用人工方式的勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序繁瑣復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差的不足。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，其中，所述抽油機(jī)包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)用于給所述抽油機(jī)提供動(dòng)力，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置包括變頻器，與所述電動(dòng)機(jī)連接，所述變頻器用于控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制裝置，與所述變頻器連接，所述控制裝置用于獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)；外界參數(shù)檢測(cè)裝置，與所述控制裝置連接，所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)抽油井的外界參數(shù)，并將所述外界參數(shù)傳輸給所述控制裝置；其中，所述控制裝置通過獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)和所述外界參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器的輸出頻率的自動(dòng)控制。進(jìn)一步的，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括所述控制裝置具體包括變頻器參數(shù)檢測(cè)單元，與所述變頻器連接，用于檢測(cè)所述工作狀態(tài)參數(shù)；外界參數(shù)獲得單元，與所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置連接，用于獲得所述抽油井外界參數(shù)；頻率輸出單元，與所述變頻器連接，用于給所述變頻器傳遞輸出頻率；頻率控制單元，分別與所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元、夕卜界參數(shù)獲得單元、頻率輸出單元連接；其中，所述頻率控制單元根據(jù)所述變頻器工作狀態(tài)參數(shù)和所述抽油井外界參數(shù)計(jì)算出變頻器的所述輸出頻率，并傳遞給所述變頻器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器的自動(dòng)控制。進(jìn)一步的，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括所述抽油機(jī)包括上沖程階段和下沖程階段，其中，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括沖程調(diào)節(jié)裝置，與所述控制裝置連接，所述沖程調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元的檢測(cè)節(jié)奏，以便于準(zhǔn)確獲得所述抽油機(jī)上沖程階段和下沖程階段的所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)。進(jìn)一步的，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括人機(jī)接口裝置，所述人機(jī)接口裝置與所述控制裝置連接，所述人機(jī)接口裝置用于人工調(diào)節(jié)所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元的檢測(cè)節(jié)奏。進(jìn)一步的，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括外界參數(shù)檢測(cè)裝置具體為溫度檢測(cè)裝置，所述溫度檢測(cè)裝置用于檢測(cè)抽油井的井口溫度參數(shù)。進(jìn)一步的，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括所述控制裝置與所述變頻器連接的具體方式為串口通訊連接和模擬量信號(hào)的有線連接。本實(shí)用新型提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)·由于采用了控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器、油井溫度參數(shù)等信息，并根據(jù)獲得參數(shù)信息實(shí)時(shí)根據(jù)井況變化幅度自動(dòng)計(jì)算調(diào)節(jié)變頻器的頻率大小，所以，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的人工方式調(diào)劑勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序繁瑣復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差的不足，達(dá)到了抽油機(jī)調(diào)頻的快速、及時(shí)、簡(jiǎn)單的技術(shù)效果。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的自動(dòng)變頻裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的抽油機(jī)自動(dòng)變頻方法的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的抽油機(jī)自動(dòng)變頻方法的又一示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例通過采用控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器、油井溫度參數(shù)等信息，并根據(jù)獲得參數(shù)信息實(shí)時(shí)根據(jù)井況變化幅度自動(dòng)計(jì)算調(diào)節(jié)變頻器的頻率大小，所以，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的人工方式調(diào)劑勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序繁瑣復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差的不足，達(dá)到了抽油機(jī)調(diào)頻的快速、及時(shí)、簡(jiǎn)單的技術(shù)效果。本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案為解決上述人工調(diào)試方式的問題，總體思路如下本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，其中，控制裝置通過收集變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)和外界參數(shù)檢測(cè)裝置獲得的抽油井的外界參數(shù)自動(dòng)控制變頻器的功率輸出，達(dá)到自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖I所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，其中，所述抽油機(jī)包括電動(dòng)機(jī)1，所述電動(dòng)機(jī)I用于給所述抽油機(jī)提供動(dòng)力，并且，自動(dòng)變頻裝置通過變頻器2控制電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速。具體而言，抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置包括變頻器2，控制裝置3，外界參數(shù)檢測(cè)裝置4，其中變頻器2，與所述電動(dòng)機(jī)I連接，所述變頻器2用于控制所述電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速；控制裝置3，與所述變頻器2連接，所述控制裝置I用于獲得所述變頻器2的工作狀態(tài)參數(shù)；外界參數(shù)檢測(cè)裝置4，與所述控制裝置3連接，所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置4用于檢測(cè)抽油井的外界參數(shù)，并將所述外界參數(shù)傳輸給所述控制裝置3 ；[0025]其中，所述控制裝置3通過獲得所述變頻器2的工作狀態(tài)參數(shù)和所述外界參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器2的輸出頻率的自動(dòng)控制，具體來說，控制裝置3連接到變頻器2的輸入控制端以完成對(duì)變頻器2的輸出頻率的控制，控制裝置3與變頻器2連接的具體方式為串口通訊連接和模擬量信號(hào)有線連接，其中，串口通訊連接用于設(shè)置變頻信號(hào)，模擬量通訊有線連接用于采集電動(dòng)機(jī)I的電量數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，控制裝置3又由變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31，頻率輸出單元32、頻率控制單元33、外界參數(shù)獲得單元34組成,其中，變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31與所述變頻器2連接，用于檢測(cè)所述變頻器2的工作狀態(tài)參數(shù)，具體而言，變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31與變頻器2的反饋輸入端連接，并且獲得變頻器2的輸出功率、電流、頻率信號(hào)、電量等工作狀態(tài)參數(shù)。舉例來說，可以將變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31設(shè)置成電量自動(dòng)計(jì)算單元，通過自動(dòng)累積計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)變頻器2的輸出電量情況作為變頻器2的工作狀態(tài)參數(shù)。 外界參數(shù)獲得單元34，與所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置4連接，用于獲得所述抽油井外界參數(shù)，具體而言，外界參數(shù)獲得單元34可以是溫度測(cè)量?jī)x，通過溫度測(cè)量?jī)x實(shí)時(shí)獲得井口的溫度參數(shù)。頻率輸出單元32，與所述變頻器2連接，用于給所述變頻器2傳遞輸出頻率，具體而言，頻率輸出單元32與變頻器2的控制信號(hào)輸入端連接，進(jìn)而控制變頻器2的頻率輸出。頻率控制單元33,分別與所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31、外界參數(shù)獲得單元34、頻率輸出單元32連接； 其中，所述頻率控制單元33根據(jù)所述變頻器2工作狀態(tài)參數(shù)和所述抽油井外界參數(shù)計(jì)算出變頻器2的所述輸出頻率，并傳遞給所述變頻器2，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器2的自動(dòng)控制。另外，該抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還可以包括人機(jī)接口 6，通過人機(jī)接口 6實(shí)現(xiàn)人工對(duì)自動(dòng)變頻裝置進(jìn)行人工干預(yù)，使得自動(dòng)變頻裝置的人機(jī)交互性更好，具體而言，人機(jī)接口 6可以對(duì)控制裝置3進(jìn)行程序編程，在系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括電量累積時(shí)間，變化幅度基準(zhǔn)值，溫度范圍，上下沖程頻率，速度比等，并且可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)故障
信息等。進(jìn)一步的，鑒于在稠油井在一個(gè)蒸汽注采周期內(nèi)的工作特性，可以將電動(dòng)機(jī)I的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分成上沖程和下沖程兩個(gè)階段，為了更好的使變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31獲得更準(zhǔn)確的信息設(shè)置位置開關(guān)5，并通過位置開關(guān)5判斷抽油機(jī)的上沖程和下沖程的運(yùn)行裝置，幫助變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31準(zhǔn)確計(jì)算上、下沖程的工作狀態(tài)參數(shù)，如自動(dòng)累積計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)變頻器2的輸出電量情況。另一方面，還可以通過人機(jī)接口 6設(shè)定單位時(shí)間的具體值。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻方法，如圖2所示步驟SllO :獲得抽油機(jī)上沖程和下沖程階段的電動(dòng)機(jī)的電量信息；步驟S120 :獲得抽油井的溫度信息；步驟S130 :根據(jù)所述電量信息和所述溫度信息計(jì)算獲得電量信息變化量和溫度
信息變化量；步驟S140 :獲得抽油井的工況變化信息；步驟S150 :根據(jù)所述電量信息變化量、所述溫度信息變化量及所述抽油井工況變化信息，計(jì)算所述抽油井上工況和/或下工況沖程的第一調(diào)速幅度；步驟S160 :將所述第一調(diào)速幅度發(fā)送給變頻器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)的自動(dòng)變頻控制。為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，本實(shí)用新型的自動(dòng)變頻方法還包括了人機(jī)交互過程，具體過程如下獲得人機(jī)交互信息； 根據(jù)所述人機(jī)交互信息產(chǎn)生第二調(diào)速幅度；根據(jù)所述第二調(diào)速幅度調(diào)整所述第一調(diào)速幅度，并產(chǎn)生第三調(diào)速幅度；將所述第三調(diào)速幅度發(fā)送給變頻器。為了更好的說明本實(shí)施例的抽油機(jī)自動(dòng)變頻方法，本實(shí)用新型實(shí)施例將舉一具體示例予以說明，如圖3所示。步驟210 :根據(jù)稠油井原油黏度及溫度變化情況，將稠油井的運(yùn)行劃分為四個(gè)工況，工況a為開井初期，工況b為開井中前期，工況c為開井中后期，工況d為后期；每個(gè)工況都有不同的油溫及原油黏度，在控制裝置3里與其對(duì)應(yīng)的就有不同的溫度及電量消耗值；步驟220 :當(dāng)抽油機(jī)運(yùn)行后，變頻器參數(shù)檢測(cè)單元31根據(jù)位置開關(guān)5和變頻器2的模擬量回饋信號(hào)計(jì)算抽油機(jī)上、下沖程單位時(shí)間內(nèi)消耗的電量，并連續(xù)兩次計(jì)算出電量變化趨勢(shì)及趨勢(shì)；以及抽油機(jī)工作時(shí)實(shí)監(jiān)控溫度變化。步驟230 :頻率控制單元33根據(jù)油井當(dāng)前所在的工況，電量、溫度變化幅度及趨勢(shì)自動(dòng)判斷油井工況變化趨勢(shì)，當(dāng)條件滿足工況切換條件時(shí)自動(dòng)切換工況，并根據(jù)工況變化，電量、溫度變化幅度計(jì)算出上、下沖程調(diào)速幅度；步驟240 :頻率輸出單兀32,具體可為上沖程頻率輸出單兀321和下沖程頻率輸出單元322，根據(jù)頻率控制單元33計(jì)算出的頻率變化值，進(jìn)行對(duì)變頻器2的相應(yīng)控制；步驟250 :頻率調(diào)節(jié)完成后，繼續(xù)開始新的電量計(jì)算，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)控制中。如上所述，整個(gè)系統(tǒng)安裝設(shè)置完成實(shí)施后，控制裝置3不斷累積比較變頻器輸出電量，當(dāng)電量變化幅度達(dá)到或超過設(shè)定值，根據(jù)變化幅度大小和溫度變化情況自動(dòng)判斷油井當(dāng)前井況，并計(jì)算出頻率調(diào)節(jié)大小值，上沖程頻率輸出單元321和下沖程頻率輸出單元322將頻率調(diào)節(jié)值通過控制裝置3的串口與變頻器2串口通訊，并以串口命令形式直接改變變頻器2內(nèi)的抽油機(jī)上、下沖程頻率值，從而改變抽油機(jī)上、下沖程速度及速度比，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)沖次及上、下沖程速度比的目的，從根本上解決了稠油井井況變化復(fù)雜導(dǎo)致的調(diào)頻難，調(diào)頻不及時(shí)的問題。上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)由于采用了控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器、油井溫度參數(shù)等信息，并根據(jù)獲得參數(shù)信息實(shí)時(shí)根據(jù)井況變化幅度自動(dòng)計(jì)算調(diào)節(jié)變頻器的頻率大小，所以，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的人工方式調(diào)劑勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序繁瑣復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差的不足，達(dá)到了抽油機(jī)調(diào)頻的快速、及時(shí)、簡(jiǎn)單的技術(shù)效果。盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包 含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，其中，所述抽油機(jī)包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)用于給所述抽油機(jī)提供動(dòng)力，其特征在于，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置包括 變頻器，與所述電動(dòng)機(jī)連接，所述變頻器用于控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 控制裝置，與所述變頻器連接，所述控制裝置用于獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)；外界參數(shù)檢測(cè)裝置，與所述控制裝置連接，所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)抽油井的外界參數(shù)，并將所述外界參數(shù)傳輸給所述控制裝置； 其中，所述控制裝置通過獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)和所述外界參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器的輸出頻率的自動(dòng)控制。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述控制裝置具體包括 變頻器參數(shù)檢測(cè)單元，與所述變頻器連接，用于檢測(cè)所述工作狀態(tài)參數(shù)； 外界參數(shù)獲得單元，與所述外界參數(shù)檢測(cè)裝置連接，用于獲得所述抽油井外界參數(shù)； 頻率輸出單元，與所述變頻器連接，用于給所述變頻器傳遞輸出頻率； 頻率控制單元，分別與所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元、外界參數(shù)獲得單元、頻率輸出單元連接; 其中，所述頻率控制單元根據(jù)所述變頻器工作狀態(tài)參數(shù)和所述抽油井外界參數(shù)計(jì)算出變頻器的所述輸出頻率，并傳遞給所述變頻器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器的自動(dòng)控制。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述抽油機(jī)包括上沖程階段和下沖程階段，其中，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括 沖程調(diào)節(jié)裝置，與所述控制裝置連接，所述沖程調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元的檢測(cè)節(jié)奏，以便于準(zhǔn)確獲得所述抽油機(jī)上沖程階段和下沖程階段的所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置還包括 人機(jī)接口裝置，所述人機(jī)接口裝置與所述控制裝置連接，所述人機(jī)接口裝置用于人工調(diào)節(jié)所述變頻器參數(shù)檢測(cè)單元的檢測(cè)節(jié)奏。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，外界參數(shù)檢測(cè)裝置具體為溫度檢測(cè)裝置，所述溫度檢測(cè)裝置用于檢測(cè)抽油井的井口溫度參數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述控制裝置與所述變頻器連接的具體方式為串口通訊連接和模擬量信號(hào)的有線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置，其中，抽油機(jī)自動(dòng)變頻裝置包括變頻器，用于控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制裝置，用于獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)；外界參數(shù)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)抽油井的外界參數(shù)，并將所述外界參數(shù)傳輸給所述控制裝置；其中，所述控制裝置通過獲得所述變頻器的工作狀態(tài)參數(shù)和所述外界參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述變頻器的輸出頻率的自動(dòng)控制。由于采用了控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器、油井溫度參數(shù)等信息，并根據(jù)獲得參數(shù)信息實(shí)時(shí)根據(jù)井況變化幅度自動(dòng)計(jì)算調(diào)節(jié)變頻器的頻率大小，所以，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的人工方式調(diào)劑勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序繁瑣復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差的不足，達(dá)到了抽油機(jī)調(diào)頻的快速、及時(shí)、簡(jiǎn)單的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202788767SQ20122037603
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者王軍平 申請(qǐng)人:新疆敦華石油技術(shù)有限公司