專利名稱：油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及節(jié)能調(diào)速裝置，尤其是一種用于油田注水泵房的變頻節(jié)能調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
油田注水是我國大多數(shù)油田保持高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效措施之一，常規(guī)的油田注水由于壓力高、水量大，注水電動機(jī)大多為大功率電動機(jī)，電動機(jī)長期處于高耗能狀態(tài)運行；注水泵出口壓力通常是通過調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)的，全靠操作人員隨時觀察壓力表的壓力來調(diào)整閥門，不僅增加了操作人員的勞動強(qiáng)度，而且電動機(jī)“大馬拉小車”，浪費電能現(xiàn)象十分嚴(yán)重。隨著油田的開發(fā)，老井產(chǎn)量遞減日趨明顯，注水工作日益繁重，為了克服注水工作中出現(xiàn)的“大馬拉小車”的能源浪費現(xiàn)象，近年來，各地油田針對注水泵注水控制采取了多種節(jié)能措施，其中變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)合理的節(jié)能性供水系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中得到了很大發(fā)展，它利用變頻器恒壓供水控制系統(tǒng)實現(xiàn)對水泵電動機(jī)的無級調(diào)速，依據(jù)注水壓力的要求自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量變化時保持管網(wǎng)水壓恒定，以滿足注水要求。由于各地油田的地理位置不同，地下壓力的變化復(fù)雜，注水控制的條件和要求不同，以及如何實現(xiàn)電參數(shù)測量和運行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控等問題，仍需要進(jìn)一步完善油田注水泵注水控制系統(tǒng)，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上對油田注水泵注水控制裝置作進(jìn)一步的改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步完善油田注水泵注水控制裝置，提出一種油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置。本實用新型采用的技術(shù)方案是油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置包括控制機(jī)柜、注水變頻回路、工頻回路以及信號控制和輔助配套的電路組成，變頻和工頻回路采用并聯(lián)、互鎖聯(lián)接，其特征在于所述裝置的電源進(jìn)線端設(shè)有綜合保護(hù)器Z，變頻器UF的電源進(jìn)線穿過綜合保護(hù)器Z，通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，上傳注水泵電機(jī)的運行狀態(tài)和各種信息。所述控制機(jī)柜為前后開門的立體長方體柜，前門為旋轉(zhuǎn)式雙層門，后門為插入式， 信號燈、按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、儀表、綜合保護(hù)器界面裝在內(nèi)層門上，外層門上部為透視窗。所述控制機(jī)柜兩側(cè)分別裝有通風(fēng)電扇。所述裝置在注水泵房設(shè)置了現(xiàn)場控制箱。本實用新型的有益效果①作為一種動力設(shè)備能根據(jù)現(xiàn)實變化變頻調(diào)節(jié)，節(jié)約大量能源，有效的開發(fā)油田注水變頻節(jié)能調(diào)速動力設(shè)備，變頻調(diào)速啟動電機(jī)為軟啟動，使電機(jī)啟動電流大大減小，避免了大電流的沖擊，降低啟動設(shè)備的機(jī)械磨損，延長設(shè)備的使用壽命，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，為油田發(fā)展發(fā)揮重要作用。②本設(shè)備啟動平穩(wěn)，提高了電網(wǎng)的質(zhì)量以及電網(wǎng)的安全性，保護(hù)了啟動設(shè)備，設(shè)備維修周期加長，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，以前啟動注水泵電機(jī)操作人員需兩人，成天不離人，現(xiàn)只需一人，操作完成后可無人值班而且安全輕松，工作環(huán)境得到改善。實際運行中， 本設(shè)備節(jié)約能源達(dá)1/3以上。系統(tǒng)功率因素95% 98%。③在裝置的電源進(jìn)線端設(shè)置綜合保護(hù)器，變頻電源進(jìn)線穿過其保護(hù)器，通過保護(hù)器進(jìn)行三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電量、無功率電量的數(shù)據(jù)采集和3路開關(guān)量的檢測，可檢測注水井各種具有開關(guān)觸點信號設(shè)備的工作運行狀態(tài)；綜合保護(hù)器具有4路開關(guān)量信號的輸出，可以控制各注水井設(shè)備的啟停和實現(xiàn)自動化控制；具有測量變頻與工頻運行時電流功能，對注水泵電機(jī)過載堵轉(zhuǎn)、缺相實現(xiàn)保護(hù)。綜合保護(hù)器的設(shè)置，使注水泵控制系統(tǒng)可以通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，上傳注水泵電機(jī)的運行狀態(tài)和各種信息。④控制機(jī)柜采用前后開門的立體長方體柜，并采用雙層、旋轉(zhuǎn)式前門，信號燈、按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、儀表、綜合保護(hù)器界面裝在內(nèi)層門上，外層門上部為透視窗可以觀察注水泵電機(jī)運行狀態(tài)，這項改進(jìn)，對潮氣、鹽水、鹽霧，水泵、管線因故障漏液漬水具有較好的防護(hù)作用。后門為插入式，需要柜后檢修維護(hù)時可將門上提卸下后門，使后門不占空間，方便檢修。機(jī)柜兩側(cè)上部均裝有電扇通風(fēng)。⑤通過設(shè)置現(xiàn)場控制箱，方便人員現(xiàn)場操作，具有啟動、停止變頻設(shè)備，根據(jù)需要調(diào)諧注水泵電機(jī)運行頻率和監(jiān)視運行電流，監(jiān)視電機(jī)運行狀態(tài)，防水防濺防鹽水污染等功能。

圖1是本實用新型實施例的變頻、工頻主回路電原理圖；圖2是本實用新型綜合保護(hù)器數(shù)據(jù)測量及信號遠(yuǎn)傳示意方框圖；圖3是本實用新型控制機(jī)柜屏面布置示意圖；圖4是本實用新型現(xiàn)場控制箱屏面示意圖。
具體實施方式
本實用新型的油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置包括控制機(jī)柜、注水變頻回路、工頻回路以及信號控制和輔助配套的電路組成。圖1示出本實用新型的變頻、工頻主回路的電路連接情況，在電源的進(jìn)線端設(shè)有綜合保護(hù)器Z，綜合保護(hù)器Z選用穿心式電子綜合保護(hù)器。在控制機(jī)柜內(nèi)設(shè)有自動開關(guān)QF2，變頻器UF，交流接觸器KMl、KM2、KM3，熱繼電器KH。 變頻回路和工頻回路采用并聯(lián)、互鎖聯(lián)接。變頻器UF的電源進(jìn)線穿過綜合保護(hù)器Z，并給予380V電源，其中變頻回路是由自動開關(guān)QF2下端三根火線連接交流接觸器KM1，經(jīng)交流接觸器KMl連接至變頻器UF輸入端，變頻器UF輸出端經(jīng)交流接觸器KM2后連接注水泵電機(jī) Ml ；其中工頻回路是由交流接觸器KM3上端與交流接觸器KMl上端和自動開關(guān)QF2的下端連接，交流接觸器KM3下端三相火線經(jīng)熱繼電器KH后與交流接觸器KM2下端和注水泵電機(jī) Ml連接。風(fēng)扇電機(jī)M2、管道泵(清洗注水罐用)電機(jī)M3、清水泵(打掃泵房用)電機(jī)M4均為工頻工作。這里所采用的綜合保護(hù)器Z具有三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、 有功電量、無功率電量的數(shù)據(jù)的采集功能；具有3路開關(guān)量的檢測功能，可以檢測注水井各種具有開關(guān)觸點信號設(shè)備的工作運行狀態(tài)；具有4路開關(guān)量信號的輸出，可以控制各注水井設(shè)備的啟停和自動化控制；具有測量變頻與工頻運行時電流，對注水泵電機(jī)過載堵轉(zhuǎn)、缺相實現(xiàn)保護(hù)；將綜合保護(hù)器Z的檢測信號引出與控制室電腦相聯(lián)接，即可實現(xiàn)注水泵控制系統(tǒng)通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，上傳注水泵電機(jī)的運行狀態(tài)和各種信肩、ο本實用新型的變頻與泵配套的信號控制部分由1只溫度控制器和一只溫度傳感器，4只壓力控制器和4只壓力傳感器，1只控制變壓器，6個信號燈，7只中間繼電器及自動開關(guān)組成，控制電源接自動開關(guān)上端，自動開關(guān)下端接控制變壓器輸入端，在注水泵旁傳感器與相應(yīng)的控制顯示器連接，其控制器與中間繼電器串接，再接入控制變壓器輸出端，出口中間繼電器控制變頻器。本機(jī)變頻和工頻的控制回路包括其控制電源、控制電源測量、泵溫、工頻輸出、變頻及變頻輸出、電機(jī)風(fēng)扇控制以及輔助配套的管道泵、清水泵控制電路等，均根據(jù)設(shè)備的控制要求和功能進(jìn)行設(shè)計。本機(jī)在變頻運行狀態(tài)下，如果過電流、過電壓或出現(xiàn)某種故障，可以查看變頻顯示器，排除其顯示器所示故障后方能投入變頻運行。無論電機(jī)是變頻運行，還是工頻運行，進(jìn)、出口壓力，潤滑油壓力、套管壓力、油溫等只要有一項指標(biāo)不合適，或出現(xiàn)故障，電機(jī)將自動停止運行，并在控制機(jī)柜屏面上或變頻器上顯示某種故障，此時應(yīng)按提示排除故障，并在排除故障后，按復(fù)歸按鈕，故障顯示燈滅， 電機(jī)方可按上述操作程序再行起動。圖2是綜合保護(hù)器數(shù)據(jù)測量及信號遠(yuǎn)傳方框圖，它是在電源下端與其負(fù)荷間連接三相導(dǎo)線上穿過了一臺綜合保護(hù)器Z，經(jīng)綜合保護(hù)器Z—方面進(jìn)行電參數(shù)的測量，如測量電流、電壓、用電量等，保護(hù)負(fù)荷安全運行，另一方面，將電氣數(shù)據(jù)和注水泵電機(jī)運行狀況(包括故障處理情況)通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接遠(yuǎn)傳給管理部門，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。圖3示出控制機(jī)柜屏面布置情況，本例的控制機(jī)柜為立體長方體柜，高1700mm，寬 700mm，深600mm，柜頂有四吊勾，前后分別開門，前門是雙層門，均為旋轉(zhuǎn)式，信號燈、按鈕、 旋轉(zhuǎn)開關(guān)、儀表、綜合保護(hù)器等界面裝在內(nèi)層門上，外層門上部為透視窗可以觀察注水泵電機(jī)運行狀態(tài)，外門對潮氣，鹽水鹽霧，水泵、管線因故障漏液漬水具有較好的防護(hù)作用。后門為插入式，需要箱后檢修維護(hù)時可將門上提卸下后門，使后門不占空間，方便檢修。機(jī)柜兩側(cè)上部有電扇通風(fēng)，兩則下部有百葉孔，其孔內(nèi)則均有過濾網(wǎng)，柜下部有四個固定螺栓孔和電纜進(jìn)出的敲落孔。圖4是現(xiàn)場控制箱的屏面示意圖，通過設(shè)置現(xiàn)場控制箱，方便人員現(xiàn)場操作，可進(jìn)行變頻輸出啟動、變頻輸出停止和頻率調(diào)諧，根據(jù)需要調(diào)諧注水泵電機(jī)Ml的運行頻率， 監(jiān)視運行電流，現(xiàn)場控制箱正面為雙層門，內(nèi)層門裝有電流表，頻率表，頻率調(diào)諧電位器，啟動、停止按鈕，運行信號燈，外門有透視窗，具有觀察、監(jiān)視電機(jī)運行狀態(tài)，防水防濺防鹽水污染等功能。
權(quán)利要求1.一種油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置，包括控制機(jī)柜、注水變頻回路、工頻回路以及信號控制和輔助配套的電路組成，變頻和工頻回路采用并聯(lián)、互鎖聯(lián)接，其特征在于所述裝置的電源進(jìn)線端設(shè)有綜合保護(hù)器，變頻器電源進(jìn)線穿過綜合保護(hù)器，通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置，其特征在于所述控制機(jī)柜為前后開門的立體長方體柜，前門為旋轉(zhuǎn)式雙層門，后門為插入式，信號燈、按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、儀表、綜合保護(hù)器界面裝在內(nèi)層門上，外層門上部為透視窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置，其特征在于所述控制機(jī)柜兩側(cè)分別裝有通風(fēng)電扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田注水泵變頻節(jié)能調(diào)速裝置，其特征在于所述裝置在注水泵房設(shè)置了現(xiàn)場控制箱。
專利摘要本實用新型是用于油田注水泵的變頻節(jié)能調(diào)速裝置，包括控制機(jī)柜、注水變頻回路、工頻回路以及信號控制和輔助配套的電路組成，變頻和工頻采用并聯(lián)、互鎖聯(lián)接，特征是所述裝置的電源進(jìn)線端設(shè)有綜合保護(hù)器，變頻器電源進(jìn)線穿過綜合保護(hù)器，通過有線或無線方式與電腦聯(lián)接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，上傳注水泵電機(jī)的運行狀態(tài)和各種信息，對各注水井設(shè)備的啟停和自動化控制，實現(xiàn)了節(jié)能調(diào)速目標(biāo)。
文檔編號H02H7/08GK202117904SQ20112020286
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者劉崢嶸 申請人:劉崢嶸