抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以前的抽油機(jī)控制以及電熱桿加熱的集中控制存在以下問題:1)井組供電電源質(zhì)量差，電壓波動(dòng)大；2)抽油機(jī)功率因數(shù)低；3)電網(wǎng)停電后，如果沒及時(shí)拉閘，再來電時(shí)，幾臺(tái)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊大；4)電機(jī)全壓啟動(dòng)，產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)機(jī)械設(shè)備沖擊大，降低了設(shè)備壽命，增加變壓器和電網(wǎng)的供電負(fù)荷；5)抽油機(jī)單獨(dú)控制不利于集中操作；6)抽油機(jī)下沖程時(shí)產(chǎn)生的電能無法利用；7)抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)不能直觀的顯示；8)每口稠油井或高蠟井都需要加熱控制裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，可以克服已有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，PLC通過modbus總線與逆變器及中頻電源連接,能實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的錯(cuò)峰運(yùn)行，利用公共直流母線帶回饋單元，實(shí)現(xiàn)能量回饋，提高工作效率，并隨意調(diào)節(jié)沖程、沖次；使用兩臺(tái)中頻電源有用有備，按照設(shè)定好的加熱參數(shù)為N 口井循環(huán)加熱。
[0004]本發(fā)明提供的抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)包括電源、公共直流母線、逆變器、中頻電源、回饋單元、PLC、人機(jī)界面、傳感器、抽油機(jī)和加熱裝置，所述電源與公共直流母線連接，所述公共直流母線與所述若干逆變器、所述若干中頻電源連接，所述若干逆變器與所述若干抽油機(jī)連接，所述中頻電源與所述若干加熱裝置連接，所述公共直流母線還與回饋單元連接，所述若干逆變器和中頻電源分別與所述PLC連接，所述PLC與所述若干傳感器、所述人機(jī)界面連接。
[0005]可選地，所述電源與公共直流母線之間還包括電源開關(guān)、充電回路接觸器、主回路接觸器，充電電阻、輸入電抗器和整流單元，所述電源開關(guān)的一端連接進(jìn)線電源，另一端連接由所述充電回路接觸器與所述充電電阻串聯(lián)后與主回路接觸器并聯(lián)組成的并聯(lián)電路的一端，所述并聯(lián)電路的另一端連接所述輸入電抗器，所述輸入電抗器的另一端連接串聯(lián)所述整流單元，所述整流單元的另一端連接公共直流母線。
[0006]可選地，所述公共直流母線與若干所述逆變器、中頻電源之間包括刀熔開關(guān)，所述逆變器與所述抽油機(jī)之間包括輸出電抗器；若干所述中頻電源分別通過若干所述輸出接觸器與同一個(gè)中頻變壓器的一端連接，所述中頻變壓器的另一端通過若干真空接觸器分別與若干所述加熱裝置連接。
[0007]可選地，所述回饋單元的輸出與三相進(jìn)線電源連接。
[0008]可選地，所述PLC通過modbus總線與每個(gè)逆變器、中頻電源連接。
[0009]本發(fā)明提供了抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，PLC通過modbus總線與逆變器及中頻電源連接，能實(shí)現(xiàn)智能化集中控制，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的錯(cuò)峰運(yùn)行，所述電源為所述若干逆變器及所述中頻電源公用，由所述直流母線并聯(lián)在一起，將所述抽油機(jī)下沖程產(chǎn)生的電能傳遞給上沖程的抽油機(jī)和加熱變頻器，達(dá)到節(jié)能的目的，利用公共直流母線帶回饋單元，實(shí)現(xiàn)能量回饋，提高工作效率，并隨意調(diào)節(jié)沖程、沖次；使用兩臺(tái)中頻加熱電源有用有備，按照設(shè)定好的加熱參數(shù)為N 口井循環(huán)加熱；內(nèi)容豐富的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，方便用戶觀察和控制設(shè)備運(yùn)行。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步說明。需要說明的是，【具體實(shí)施方式】使用的器件均為市售，連接和使用方式按廠家說明書建議。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明包括電源、公共直流母線、逆變器8、中頻電源10、回饋單元14、PLC (可編程序控制器)15、人機(jī)界面(Human Machine Interact1n,簡稱HMI) 16、傳感器17、抽油機(jī)18和加熱裝置19，所述電源與公共直流母線連接，所述公共直流母線與所述5個(gè)逆變器8、所述2個(gè)中頻電源10連接，所述5個(gè)逆變器8與所述5臺(tái)抽油機(jī)18連接，所述2個(gè)中頻電源10與所述5個(gè)加熱裝置19連接，所述公共直流母線還與回饋單元14連接，所述逆變器8和中頻電源10分別與所述PLC 15連接，所述PLC 15與所述傳感器17、所述人機(jī)界面16連接。
[0013]所述逆變器用來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的上沖程下沖程速度，上快下慢，減少上行泄露和保證下行充分進(jìn)液。所述回饋單元防止發(fā)電能量集中，造成公共直流母線系統(tǒng)過壓。
[0014]所述電源與公共直流母線之間還包括電源開關(guān)1、充電回路接觸器2、主回路接觸器3，充電電阻4、輸入電抗器5和整流單元6，所述電源開關(guān)I的一端連接進(jìn)線電源，另一端連接由所述充電回路接觸器2與所述充電電阻4串聯(lián)后與主回路接觸器3并聯(lián)組成的并聯(lián)電路的一端，所述并聯(lián)電路的另一端連接所述輸入電抗器5，所述輸入電抗器5的另一端連接串聯(lián)所述整流單元6，所述整流單元6的另一端連接公共直流母線。
[0015]所述輸入電抗器5是電網(wǎng)的濾波器，減小電源線上的電流諧波，所述輸出電抗器可對(duì)逆變器輸出波形進(jìn)行濾波，避免開關(guān)電壓尖峰對(duì)電機(jī)絕緣造成影響，延長變頻電機(jī)的使用壽命。
[0016]所述公共直流母線與所述逆變器8、中頻電源10之間包括刀熔開關(guān)7，所述逆變器8與所述抽油機(jī)18之間包括輸出電抗器9 ;若干2個(gè)中頻電源10分別通過2個(gè)所述輸出接觸器11與同一個(gè)中頻變壓器12的一端連接，所述中頻變壓器12的另一端通過5個(gè)真空接觸器13分別與5個(gè)所述加熱裝置19連接。所述刀熔開關(guān)的作用有兩個(gè):一是能將所述逆變器與公共直流母線隔離，方便逆變器故障時(shí)，單獨(dú)停下來檢修；二是提供短路、過流保護(hù)功能。
[0017]所述整流單元6為多臺(tái)逆變器公用，利用公共直流母線將下沖程產(chǎn)生的電能傳遞給上沖程的抽油機(jī)和加熱變頻器，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0018]所述回饋單元14的輸出與三相進(jìn)線電源連接。
[0019]所述PLC 15通過modbus總線與每個(gè)逆變器8、中頻電源10連接。
[0020]加熱變頻器一用一備，加熱變頻器以中頻電源模式輸出，輸出頻率為400HZ-800HZ的方波，性能穩(wěn)定可靠。
[0021]所述中頻變壓器將變頻電源輸出的500V電壓提升到800V-1200V，滿足油井加熱要求。
[0022]所述真空接觸器用來切換輸出電壓等級(jí)和切換需要加熱的油井。
[0023]所述控制PLC 15，通過所述傳感器17采集信號(hào)，來控制所述抽油機(jī)18的運(yùn)行位置，保證每臺(tái)抽油機(jī)都處于不同的運(yùn)行位置。避免出現(xiàn)同時(shí)上行用電和同時(shí)下行發(fā)電的工作狀態(tài)。根據(jù)預(yù)設(shè)定的每口井的加熱參數(shù)，控制所述真空接觸器12吸合，給每口井循環(huán)加熱。
[0024]所述人機(jī)界面16用于設(shè)定每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。還可以設(shè)定每口井的加熱參數(shù)，所述PLC 15經(jīng)過運(yùn)算，按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行控制。并能夠?qū)崟r(shí)地將油井的運(yùn)行狀態(tài)顯示出來。
[0025]所述PLC 15通過modbus總線與所述逆變器8及所述中頻電源10連接，能實(shí)現(xiàn)智能化集中控制，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的錯(cuò)峰運(yùn)行，利用公共直流母線帶回饋單元，實(shí)現(xiàn)能量回饋，提高工作效率，并隨意調(diào)節(jié)沖程、沖次；使用兩臺(tái)中頻加熱電源一用一備，按照設(shè)定好的加熱參數(shù)為N 口井循環(huán)加熱；內(nèi)容豐富的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，方便用戶觀察和控制設(shè)備運(yùn)行。
[0026]以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明創(chuàng)造的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:包括電源、公共直流母線、逆變器、中頻電源、回饋單元、PLC、人機(jī)界面、傳感器、抽油機(jī)和加熱裝置，所述電源與公共直流母線連接，所述公共直流母線與逆變器、中頻電源連接，逆變器與抽油機(jī)連接，中頻電源與加熱裝置連接，公共直流母線還與回饋單元連接，逆變器和中頻電源分別與PLC連接，PLC與傳感器、人機(jī)界面連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述電源與公共直流母線之間還包括電源開關(guān)、充電回路接觸器、主回路接觸器，充電電阻、輸入電抗器和整流單元，所述電源開關(guān)的一端連接進(jìn)線電源，另一端連接由充電回路接觸器與所述充電電阻串聯(lián)后與主回路接觸器并聯(lián)組成的并聯(lián)電路的一端，并聯(lián)電路的另一端連接輸入電抗器，輸入電抗器的另一端連接串聯(lián)整流單元，整流單元的另一端連接公共直流母線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述公共直流母線與逆變器、中頻電源之間包括刀熔開關(guān)，逆變器與抽油機(jī)之間包括輸出電抗器；中頻電源分別通過輸出接觸器與同一個(gè)中頻變壓器的一端連接，中頻變壓器的另一端通過真空接觸器分別與加熱裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述回饋單元的輸出與三相進(jìn)線電源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC通過modbus總線與每個(gè)逆變器、中頻電源連接。
6.一種抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，其特征在于:包括電源、公共直流母線、逆變器、中頻電源、回饋單元、PLC、人機(jī)界面、傳感器、抽油機(jī)和加熱裝置，所述電源與公共直流母線連接，所述公共直流母線與逆變器、中頻電源連接，逆變器與抽油機(jī)連接，中頻電源與加熱裝置連接，公共直流母線還與回饋單元連接，逆變器和中頻電源分別與PLC連接，PLC與傳感器、人機(jī)界面連接； 所述電源與公共直流母線之間還包括電源開關(guān)、充電回路接觸器、主回路接觸器，充電電阻、輸入電抗器和整流單元，所述電源開關(guān)的一端連接進(jìn)線電源，另一端連接由充電回路接觸器與所述充電電阻串聯(lián)后與主回路接觸器并聯(lián)組成的并聯(lián)電路的一端，并聯(lián)電路的另一端連接輸入電抗器，輸入電抗器的另一端連接串聯(lián)整流單元，整流單元的另一端連接公共直流母線； 所述公共直流母線與逆變器、中頻電源之間包括刀熔開關(guān)，逆變器與抽油機(jī)之間包括輸出電抗器；中頻電源分別通過輸出接觸器與同一個(gè)中頻變壓器的一端連接，中頻變壓器的另一端通過真空接觸器分別與加熱裝置連接； 所述回饋單元的輸出與三相進(jìn)線電源連接；所述PLC通過modbus總線與每個(gè)逆變器、中頻電源連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抽油機(jī)控制加熱集成系統(tǒng)，包括電源、公共直流母線、逆變器、中頻電源、回饋單元、PLC、人機(jī)界面、傳感器、抽油機(jī)和加熱裝置，電源與公共直流母線連接，公共直流母線與若干逆變器、若干中頻電源連接，若干逆變器與若干抽油機(jī)連接，中頻電源與若干加熱裝置連接，公共直流母線還與回饋單元連接，若干逆變器和中頻電源分別與PLC連接，PLC與若干傳感器、人機(jī)界面連接。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的錯(cuò)峰運(yùn)行，利用公共直流母線帶回饋單元，實(shí)現(xiàn)能量回饋，提高工作效率，并隨意調(diào)節(jié)沖程、沖次；使用兩臺(tái)中頻電源有用有備，按照設(shè)定好的加熱參數(shù)為N口井循環(huán)加熱。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104750032
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310734981
【發(fā)明人】申隨章
【申請(qǐng)人】天津正本電氣股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月27日