數(shù)字化采油智能變頻控制裝置制造方法
【專利摘要】數(shù)字化采油智能變頻控制裝置，屬于采油用的抽油機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。設(shè)有載荷位移一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器分別通過A/D轉(zhuǎn)換器與可編程邏輯器件相連，設(shè)有動液面?zhèn)鞲衅髦苯雍涂删幊踢壿嬈骷噙B?？删幊踢壿嬈骷ㄟ^控制變頻器進(jìn)而控制油井電機(jī)。設(shè)有一個無線接收發(fā)送裝置與可編程邏輯器件相連，設(shè)有另一個無線接收發(fā)送裝置與上位機(jī)系統(tǒng)相連，無線接受發(fā)送裝置按照GPRS協(xié)議通信，從而實(shí)現(xiàn)可編程邏輯器件和上位機(jī)系統(tǒng)的通信。通過多個傳感器可實(shí)時的獲取油井的數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)油多多抽，油少少抽，沒油不抽。提高產(chǎn)量并且節(jié)約電能，提高設(shè)備的安全性。
【專利說明】數(shù)字化采油智能變頻控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及抽油機(jī)控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種可根據(jù)載荷，溫度，套壓，油壓，位移，動液面來進(jìn)行控制的數(shù)字化采油智能變頻控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在能源日益成為一個重要的話題，石油在成為重要的戰(zhàn)略資源的同時，我國石油產(chǎn)業(yè)還面臨著一些問題。由于井下的情況是隨時間不斷變化的，現(xiàn)在的抽油機(jī)的頻率一般都是設(shè)定為一個固定的值，無法針對油井油層的情況變化給出更適合的頻率，還有一些抽油機(jī)的傳感器不齊全，獲得的信息也不全面，無法進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種根據(jù)位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，套壓傳感器，動液面?zhèn)鞲衅?，油壓傳感器對油井生產(chǎn)信息進(jìn)行實(shí)時采集、處理和控制的數(shù)字化采油智能變頻控制裝置。
[0004]本實(shí)用新型的特征在于:數(shù)字化采油智能變頻控制裝置，其特征在于，含有:可編程邏輯器件，A/D轉(zhuǎn)換模塊，油井參數(shù)傳感器，變頻器和油井抽油機(jī)的三相異步電機(jī)，其中:
[0005]油井參數(shù)傳感器，包括:位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器，動液面?zhèn)鞲衅饕约疤讐簜鞲衅?，其?br> [0006]位移載荷一體傳感器，型號為TC01G-ST, —種油桿拉力和油桿位移一體化的傳感器，設(shè)置于抽油機(jī)油桿上，
[0007]溫度傳感器，型號為KZWB/P-240E，設(shè)置于井口油管內(nèi)，用以測量油溫，
[0008]油壓傳感器，型號為KZY-K0-PAGE，設(shè)置于所述井口油管內(nèi)用于測量油壓，
[0009]套壓傳感器，型號為KZY-KO-PAGE，設(shè)置于井口套壓管內(nèi)，
[0010]動液面?zhèn)鞲衅?，型號為HYJ -1,設(shè)置于油井井口測定液面動態(tài)高度，
[0011]A/D轉(zhuǎn)換模塊，是一種所述各油井參數(shù)的采集及數(shù)字化變換模塊，型號為WJ21-A4-232，除所述動液面?zhèn)鞲衅饕酝?，其他所述各油井參?shù)傳感器的輸出分別與四個所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端A4相連，
[0012]可編邏輯器件的型號為T32930102MTCN，設(shè)有接受發(fā)送接口 usb，輸入的溫度，載荷，位移，油壓，套壓與動液面的設(shè)定高度，動液面?zhèn)鞲衅鞯妮敵龆擞镁W(wǎng)線與所述可編程邏輯器件的RJ45接口相連，輸入動液面高度，其他所述各油井參數(shù)傳感器的輸出端與所述可編程邏輯器件的輸入端usb接口相連，用通信協(xié)議usb通信，根據(jù)輸入的溫度，載荷，位移，油壓，套壓，動液面高度與動液面的設(shè)定高度來計算變頻器輸出的頻率，
[0013]變頻器，型號為ATV71HD45N4，通過modbus協(xié)議與所述可編程邏輯器件通信，輸入頻率控制信號，電壓輸出端口 Tl，T2, T3與油井抽油機(jī)的三相異步電機(jī)的電源線相連。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:可通過齊全的傳感器的信息采集獲得較全面的油層信息，根據(jù)油層變化，實(shí)時的調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，實(shí)現(xiàn)油多多抽，油少少抽，沒油不抽。提高產(chǎn)量、節(jié)約電能，并提高整個系統(tǒng)的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1所示，同現(xiàn)有技術(shù)一樣，變頻器與抽油機(jī)的電機(jī)相連。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，同時設(shè)有位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器分別與四個A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊與可編程邏輯器件相連，位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，發(fā)送給可編程邏輯器件，同時設(shè)有動液面?zhèn)鞲衅髋c可編程邏輯器件直接相連，將信息直接發(fā)送給可編程邏輯器件。所述變頻器與抽油機(jī)的電機(jī)相連，變頻器與可編程邏輯器件相連?？删幊踢壿嬈骷ㄟ^控制變頻器進(jìn)而控制油井電機(jī)。位移載荷一體傳感器設(shè)置于抽油機(jī)油桿上，溫度傳感器和油壓傳感器設(shè)置于井口油管內(nèi)，套壓傳感器設(shè)置于井口套壓管內(nèi)，動液面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置于油井井口。設(shè)有一個無線接收發(fā)送裝置與可編程邏輯器件相連，設(shè)有另一個無線接收發(fā)送裝置與上位機(jī)系統(tǒng)相連，無線接受發(fā)送裝置按照GPRS協(xié)議通信，從而實(shí)現(xiàn)可編程邏輯器件和上位機(jī)系統(tǒng)的通信。
[0019]可編程邏輯器件采用T32930102MTCN，位移載荷一體傳感器采用型號為TCOlG-ST的位移載荷一體傳感器，溫度傳感器用KZWB/P-240E溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器采用的型號位為KZY-KO-PAGE的壓力傳感器，變頻器采用型號為ATV71HD45N4的變頻器，動液面?zhèn)鞲衅鞑捎眯吞枮镠YJ — I型液面自動檢測儀，油井電機(jī)為三相異步電機(jī)Y200L1-2，無線發(fā)送接收模塊的型號為G200，上位機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行的可編程邏輯器件采用聯(lián)想 G460A-1TH，A/D 轉(zhuǎn)換模塊采用 WJ21-A4-232。
[0020]所述位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器輸出端AO分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊A4端連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊的232端口與可編程邏輯器件usb接口相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊與可編程邏輯器件的通信協(xié)議是usb協(xié)議，位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器和套壓傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給可編程邏輯器件，動液面?zhèn)鞲衅鞯妮敵鼋涌谥苯雍涂删幊踢壿嬈骷J45接口相連，動液面?zhèn)鞲衅髦苯訉⑿畔l(fā)送給可編程邏輯器件。所述變頻器與抽油機(jī)的電機(jī)相連，變頻器與可編程邏輯器件相連，可編程邏輯器件通過usb接口與變頻器相連，變頻器通過控制輸出電壓來控制抽油機(jī)電機(jī)，變頻器通過modbus協(xié)議與可編程邏輯器件進(jìn)行通信，變頻器的Tl，T2，T3端口接電機(jī)的電源輸入端。位移載荷一體傳感器設(shè)置于抽油機(jī)油桿上，溫度傳感器，油壓傳感器，套壓傳感器和動液面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置于油井井口。
[0021]一個無線發(fā)送接收模塊與可編程邏輯器件通過usb接口相連，另一個無線發(fā)送接收模塊與上位機(jī)系統(tǒng)通過USb接口相連，無線發(fā)送接收模塊按照GPRS協(xié)議通信，可通過無線發(fā)送接收模塊之間的通信，把油井的信息數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)系統(tǒng)和把上位機(jī)系統(tǒng)要發(fā)送的信息發(fā)給可編程邏輯器件，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的效果。[0022]變頻器的頻率V (r/s)，溫度傳感器采集的溫度T (°C )，載荷傳感器采集的載荷F(N)，位移傳感器采集的位移D Cm),油壓傳感器采集的油壓Pl (Pa)，套壓傳感器采集的套壓P2(Pa)，設(shè)定的動液面高度hi (m),動液面?zhèn)鞲衅鞑杉膭右好娓叨萮2 (m)
[0023]頻率V的計算公式:
[0024]當(dāng)h2>hl 時
[0025]V=(D+T+F+P1+P2)*0.00001+h2_hl
[0026]當(dāng)h2〈hl 時
[0027]V=O。
【權(quán)利要求】
1.數(shù)字化采油智能變頻控制裝置，其特征在于，含有:可編程邏輯器件，A/D轉(zhuǎn)換模塊，油井參數(shù)傳感器，變頻器和油井抽油機(jī)的三相異步電機(jī)，其中: 油井參數(shù)傳感器，包括:位移載荷一體傳感器，溫度傳感器，油壓傳感器，動液面?zhèn)鞲衅饕约疤讐簜鞲衅?，其? 位移載荷一體傳感器，型號為TC01G-ST, —種油桿拉力和油桿位移一體化的傳感器，設(shè)置于抽油機(jī)油桿上， 溫度傳感器，型號為KZWB/P-240E，設(shè)置于井口油管內(nèi)，用以測量油溫， 油壓傳感器，型號為KZY-KO-PAGE，設(shè)置于所述井口油管內(nèi)用于測量油壓， 套壓傳感器，型號為KZY-KO-PAGE，設(shè)置于井口套壓管內(nèi)， 動液面?zhèn)鞲衅?，型號為HYJ — I,設(shè)置于油井井口測定液面動態(tài)高度， A/D轉(zhuǎn)換模塊，是一種所述各油井參數(shù)的采集及數(shù)字化變換模塊，型號為WJ21-A4-232，除所述動液面?zhèn)鞲衅饕酝猓渌龈饔途畢?shù)傳感器的輸出分別與四個所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入端A4相連， 可編邏輯器件的型號為T32930102MTCN，設(shè)有接受發(fā)送接口 usb，輸入的溫度，載荷，位移，油壓，套壓和動液面的設(shè)定高度，動液面?zhèn)鞲衅鞯妮敵龆擞镁W(wǎng)線與所述可編程邏輯器件的RJ45接口相連，輸入動液面高度，其他所述各油井參數(shù)傳感器的輸出端與所述可編程邏輯器件的輸入端usb接口相連，用通信協(xié)議usb通信，根據(jù)輸入的溫度，載荷，位移，油壓，套壓，動液面高度與動液面的設(shè)定高度來計算變頻器輸出的頻率， 變頻器，型號為ATV71HD45N4，通過modbus協(xié)議與所述可編程邏輯器件通信，輸入頻率控制信號，電壓輸出端口 T1，T2，T3與油井抽油機(jī)的三相異步電機(jī)的電源線相連。
【文檔編號】G05B19/04GK203520064SQ201320628423
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】王科武, 張俊霖, 陳仕杰, 白鷺, 崔民禮, 肖創(chuàng)柏 申請人:大連仲德能源與環(huán)?？萍加邢薰? 北京工業(yè)大學(xué)