專利名稱：一種油井智能一體化變頻控制設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油井智能一體化變頻控制設備，屬于數(shù)字傳感技術領域。
背景技術：
隨著老油田進入中后期開采階段，油井地層能量逐步降低，只有按照“充分挖掘油井生產(chǎn)能力，兼顧電能消耗最小”的原則，才能實現(xiàn)油井生產(chǎn)的效益最大化。但是，國內外廣泛采用的抽油機由于其機械特性的特殊原因，造成了抽油機的動力系統(tǒng)大部分運行在“大馬拉小車”的工作狀態(tài)，動力系統(tǒng)的效率一般低于30%，造成了效率低下、能耗高、采油成本居高不下的局面。目前，針對抽油機節(jié)能問題有多種解決方案，主要分為兩大類一類為節(jié)能抽油機電動機，這類電機節(jié)電性能優(yōu)于一般的異步電動機，但都存在一定局限性；另一類是用節(jié)能配電柜，其中就節(jié)省無功技術有采用機械開關投切電容器進行無功補償，但投切電容時的過電流、過電壓，使觸頭易損壞；采用可控硅無觸點法解決了機械觸點壽命短問題，但不能做到頻繁投切。節(jié)省有功技術主要采用變頻控制器，成本較高也影響其工業(yè)性推廣；斬波調壓，借助雙向晶閘管進行斬波降低電機供電電壓，但這種方法在負載率為60%以上時效果明顯，在負載率較低時，會產(chǎn)生大量諧波。但是，目前現(xiàn)有的油田數(shù)據(jù)采集技術由于采用了有線傳輸傳感數(shù)據(jù)的方式，導致傳感器信號線鋪設困難、故障較難修復，不能滿足針對抽油機節(jié)能的要求。
發(fā)明內容本實用新型提供了一種油井智能一體化變頻控制設備，以解決現(xiàn)有的油田數(shù)據(jù)采集技術存在的傳感器信號線鋪設困難、故障較難修復、診斷分析過程的難度較大、數(shù)據(jù)處理的準確度較低、抽油機系統(tǒng)效率低(大馬拉小車)的問題，為此本實用新型采用如下的技術方案一種油井智能一體化變頻控制設備，包括主控制器、功圖測試無線傳感器、數(shù)字壓力無線傳感器、數(shù)字溫度無線傳感器、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊、三相電量采集模塊、無線數(shù)據(jù)通訊模塊、有線數(shù)據(jù)通訊模塊、變頻控制器和電力控制電路，所述功圖測試無線傳感器的功圖數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的功圖數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)字壓力無線傳感器的壓力數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的壓力數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)字溫度無線傳感器的溫度數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的溫度數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述時鐘模塊的時鐘信號輸出端與所述主控制器的時鐘信號輸入端連接，所述三相電量采集模塊的電量數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的電量數(shù)據(jù)輸入端連接，所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述有線數(shù)據(jù)通訊模塊的有線數(shù)通訊據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的有線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述變頻控制器的變頻控制信號輸入輸出端與所述主控制器的變頻控制信號輸入輸出端連接，所述電力控制電路的電力控制信號輸入輸出端與所述主控制器的電力控制信號輸入輸出端連接。本實用新型實施方式提供的油井智能一體化變頻控制設備可通過主控制器接收傳感器的實時無線數(shù)字信號，各傳感器也能且能按主控制器的要求實時采集工況數(shù)據(jù)；所有的工況數(shù)據(jù)都可以存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中，且能使用U盤、筆記本、PDA或其它網(wǎng)絡設備讀取工況數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)用戶需求進行數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改、備份等操作，解決了傳感器信號線鋪設困難、故障較難修復的問題；以及通過主控制器接收三相電量采集模塊采集的信號，并通過無線數(shù)據(jù)通訊模塊或有線數(shù)據(jù)通訊模塊將采集的信號發(fā)送給上位機，以供使用者巡檢和診斷分析，降低了診斷分析過程的難度，同時也提高了數(shù)據(jù)處理的準確度。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型的具體實施方式
提供的油井智能一體化變頻控制設備的結構示意圖；圖2是本實用新型的具體實施方式
提供的三相電量采集模塊的電路結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型的具體實施方式
提供了一種全無線微功耗數(shù)字化傳感器，如圖1所示，包括主控制器1、功圖測試無線傳感器2、數(shù)字壓力無線傳感器3、數(shù)字溫度無線傳感器 4、數(shù)據(jù)存儲模塊5、時鐘模塊6、三相電量采集模塊7、無線數(shù)據(jù)通訊模塊8、有線數(shù)據(jù)通訊模塊9、變頻控制器10和電力控制電路11，功圖測試無線傳感器2的功圖數(shù)據(jù)輸出端與主控制器1的功圖數(shù)據(jù)輸入端連接，數(shù)字壓力無線傳感器3的壓力數(shù)據(jù)輸出端與主控制器1的壓力數(shù)據(jù)輸入端連接，數(shù)字溫度無線傳感器4的溫度數(shù)據(jù)輸出端與主控制器1的溫度數(shù)據(jù)輸入端連接，數(shù)據(jù)存儲模塊5的數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控制器1的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，時鐘模塊6的時鐘信號輸出端與主控制器1的時鐘信號輸入端連接，三相電量采集模塊7的電量數(shù)據(jù)輸出端與主控制器1的電量數(shù)據(jù)輸入端連接，無線數(shù)據(jù)通訊模塊8的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控制器1的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，有線數(shù)據(jù)通訊模塊9的有線數(shù)通訊據(jù)輸入輸出端與主控制器1的有線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，變頻控制器10的變頻控制信號輸入輸出端與主控制器1的變頻控制信號輸入輸出端連接，電力控制電路11的電力控制信號輸入輸出端與主控制器1的電力控制信號輸入輸出端連接。具體的，本具體實施方式
結合數(shù)字傳感器優(yōu)點，同時應用先進的數(shù)字無線傳輸技術——2. 4G/zigbee方式，即傳感器測量及無線通訊融為一體，傳感器信息獲取技術從過去的有線式單一化漸漸向集成化、微型化和無線網(wǎng)絡化方向發(fā)展。如圖2所示，本具體實施方式
可通三相電量采集模塊7過對三相電流、三相電壓、正反向有功功率和電量、正反向無功功率和電量、平衡度、功率因數(shù)等全部電參數(shù)，以及載荷、位移、沖次(轉速)、油壓、套壓、回壓、油溫等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行遠程自動采集、顯示、記錄和存儲。并根據(jù)相關監(jiān)測數(shù)據(jù)自動生成示功圖、電流圖、功率圖等；在上位系統(tǒng)可以實現(xiàn)示功圖診斷分析，工況故障診斷分析；計算油井產(chǎn)液量、泵效、單井能耗、單機效率及整個區(qū)塊的平均系統(tǒng)效率等參數(shù)，并實現(xiàn)相關數(shù)據(jù)的打印、輸出等。本具體實施方式
通過變頻控制器10和電力控制電路11具備油井工況與變頻控制器、間抽控制器、等聯(lián)鎖控制功能；控制模式采用手/自動、本地/遠程的方式；一種是計算機編程自動控制，對采油工況優(yōu)化，自動調頻調速，實現(xiàn)完全自動化，達到節(jié)能目的。另一種是借助監(jiān)視器上被測工件的圖像或機柜上數(shù)字儀表顯示數(shù)據(jù)，人工手動控制。采用本具體實施方式
提供的技術方案，通過主控制器接收傳感器的實時無線數(shù)字信號，各傳感器也能且能按主控制器的要求實時采集工況數(shù)據(jù)；所有的工況數(shù)據(jù)都可以存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中，且能使用U盤、筆記本、PDA或其它網(wǎng)絡設備讀取工況數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)用戶需求進行數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改、備份等操作，解決了傳感器信號線鋪設困難、故障較難修復、傳統(tǒng)傳感器輔設信號線的問題，排除了信號線故障出現(xiàn)的可能，大大降低了維護工作量，使用性能更加可靠；以及通過主控制器接收三相電量采集模塊采集的信號，并通過無線數(shù)據(jù)通訊模塊或有線數(shù)據(jù)通訊模塊將采集的信號發(fā)送給上位機，以供使用者巡檢和診斷分析，降低了診斷分析過程的難度，同時也提高了數(shù)據(jù)處理的準確度。本具體實施方式
是集計算機技術、通信技術、數(shù)據(jù)采集技術、傳感器技術及控制技術于一體，具備通自動實現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)視、聯(lián)鎖控制、診斷分析、管理等功能，同時產(chǎn)品具有狀態(tài)和數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型實施例揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種油井智能一體化變頻控制設備，其特征在于，包括主控制器、功圖測試無線傳感器、數(shù)字壓力無線傳感器、數(shù)字溫度無線傳感器、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊、三相電量采集模塊、無線數(shù)據(jù)通訊模塊、有線數(shù)據(jù)通訊模塊、變頻控制器和電力控制電路，所述功圖測試無線傳感器的功圖數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的功圖數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)字壓力無線傳感器的壓力數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的壓力數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)字溫度無線傳感器的溫度數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的溫度數(shù)據(jù)輸入端連接，所述數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述時鐘模塊的時鐘信號輸出端與所述主控制器的時鐘信號輸入端連接，所述三相電量采集模塊的電量數(shù)據(jù)輸出端與所述主控制器的電量數(shù)據(jù)輸入端連接，所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述有線數(shù)據(jù)通訊模塊的有線數(shù)通訊據(jù)輸入輸出端與所述主控制器的有線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述變頻控制器的變頻控制信號輸入輸出端與所述主控制器的變頻控制信號輸入輸出端連接，所述電力控制電路的電力控制信號輸入輸出端與所述主控制器的電力控制信號輸入輸出端連接。
2.根據(jù)權利要求1所示的油井智能一體化變頻控制設備，其特征在于，所述功圖測試無線傳感器、數(shù)字壓力無線傳感器和數(shù)字溫度無線傳感器都采用2. 4G/zigbee方式與所述主控制器傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所示的油井智能一體化變頻控制設備，其特征在于，所述有線數(shù)據(jù)通訊模塊包括USB接口、485接口和232接口。
專利摘要本實用新型提供了一種油井智能一體化變頻控制設備，該設備的功圖測試無線傳感器、數(shù)字壓力無線傳感器、數(shù)字溫度無線傳感器、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊、三相電量采集模塊、無線數(shù)據(jù)通訊模塊、有線數(shù)據(jù)通訊模塊、變頻控制器、電力控制電路都與主控制器連接并接受主控制器的控制。本實用新型解決了傳感器信號線鋪設困難、故障較難修復的問題，以及通過主控制器接收三相電量采集模塊采集的信號，并通過無線數(shù)據(jù)通訊模塊或有線數(shù)據(jù)通訊模塊將采集的信號發(fā)送給上位機，以供使用者巡檢和診斷分析，降低了診斷分析過程的難度，同時也提高了數(shù)據(jù)處理的準確度。
文檔編號G05B19/418GK202126625SQ20112038525
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月11日
發(fā)明者孫建云, 汪立明, 蘇志敏 申請人:保利新能源科技(北京)有限公司