一种基于时序控制的抽油机节能方法与流程

本发明涉及一种基于时序控制的抽油机节能方法。

背景技术：

油田抽油机是主要采油设备，俗称“磕头机”，遍布我国各地采油工作面。同时也是耗能大户，它的耗能占采油开发成本的80%。

如图1所示，曲线反映了抽油电动机的工作周期以及一个周期内时间-功率的幅值情况。从曲线可以看出：抽油机提油阶段，汲取电能；在向下释放时有短暂的发电过程。

经检索发现，中国发明专利申请cn103887988a公开了一种基于公共直流母线的多级驱动变频节能装置及抽油机，每台抽油机配置一台四象限变频器，当电动机处于发电状态时，回馈能量可以通过pwm整流器回馈给电网，从而充分利用了回馈能量，达到节能目的；同时也降低了回馈电流对电网侧的谐波污染，提高了功率因数和系统的可靠性。当使用多台抽油机时，各台抽油机各自独立配置逆变装置，但共用整流装置，从而降低了系统成本。

虽然一定程度上达到了节约的目的，但是该方案没有从抽油机功率曲线的角度来考虑，没有时序控制措施，当多台抽油机同时启动时，对电网的冲击问题没有得到解决，大电流造成线损增大，使得节能效果相对较差。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题是：克服上述现有技术缺点，提出一种基于时序控制的抽油机节能方法，涉及电子、自动控制、信息技术，是多种技术联合应用。。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：基于时序控制的抽油机节能方法，其特征在于：将两台抽油机组合为一组，控制两台抽油机分时启动，分时启动的原则是：第一台抽油机的功率峰值对应第二台抽油机的功率谷值。

本发明基于时序控制的抽油机节能方法，还具有以下进一步的特征：

1、通过控制电路记录抽油机的功率曲线，计算并自动适应两台抽油机最理想的启动间隔时间，以使两台之间的组合达到最大节能效果。

2、挑选电机容量相等或接近的两台抽油机作为一组，进行分时启动，以获得最佳的节能效果，并降低对电网的冲击。

此外，本发明还提供了一种基于时序控制的抽油机节能方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤t1、实时采集两台抽油机各自的瞬时功率，记录抽油机的周期功率，提取周期变化特征点，即功率峰值对应的特征点和功率谷值对应的特征点;

步骤t2、根据第一台抽油机的功率峰值对应第二台抽油机的功率谷值，计算两台抽油机的启动间隔时间；

步骤t2、根据计算的启动间隔时间控制两台电机分时启动。

进一步的，所述两台抽油机的电机容量相等或接近，通过特性匹配进行删选，即将功率峰值和功率谷值相同或相接近的两台抽油机作为一组。

更进一步的，还包括步骤t3、抽油机输出状态检测，和步骤t4、节能计算并存储计算结果。

本发明通过时序控制分时启动抽油机，两台抽油机的组合最大功率将远小于单台最大功率。节省电能可达30%。另外，还可减小抽油机对电网的冲击。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为单台抽油机负载曲线。

图2为智能时序控制流程图。

图3为两台抽油机的组合功率曲线。

图4为基于时序控制的抽油机节能装置电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明基于时序控制的抽油机节能方法，改进在于：将两台容量相等或接近的抽油机组合为一组，由时序电路控制，两台抽油机分时启动，分时启动的原则是：第一台抽油机的功率峰值对应第二台的功率谷值，充分利用功率特性，达到最大节能效应。通过控制电路记录抽油机的功率曲线，计算并自动适应两台抽油机最理想的启动间隔时间，以使两台之间的组合达到最大节能效果。

具体来说，如图2所示，基于时序控制的抽油机节能方法，具体包括如下步骤：

步骤1、实时采集抽油机各自的瞬时功率;

步骤2、特性匹配，记录抽油机的周期功率，提取周期变化特征点，即功率峰值对应的特征点和功率谷值对应的特征点点，将功率峰值和功率谷值相同或相接近的两台抽油机作为一组；

步骤3、根据第一台抽油机的功率峰值对应第二台抽油机的功率谷值，计算两台抽油机的启动间隔时间；

步骤4、根据计算的启动间隔时间控制两台电机分时启动。

步骤5、抽油机输出状态检测；

步骤6、节能计算并存储计算结果。

如图3所示，两台抽油机的组合功率曲线。通过时序控制，两台抽油机的组合最大功率将远小于单台最大功率。节省电能可达30%。另外，还可减小抽油机对电网的冲击。

如图4所示，基于时序控制的抽油机节能装置，包括：

电流电压采样电路，时时采样两台抽油机的瞬时电流和电压；

存储模块，记录电流电压采样电路所采样的数据；

数据处理模块，根据采样得到的瞬时电流和电压计算两台抽油机的瞬时功率，提取周期变化特征点，即功率峰值对应的特征点和功率谷值对应的特征点，根据第一台抽油机的功率峰值对应第二台抽油机的功率谷值，计算两台抽油机的启动间隔时间；

时序控制模块，根据计算的启动间隔时间向启动控制电路输出分时启动信号；

启动控制电路，根据接收到的启动信号控制两台电机分时启动。

数据处理模块和时序控制模块使用microchippic16f1786微处理器实现，除此之外，也可以采用arm系列等常用芯片。本实施例中的电流电压采样电路，存储模块，数据处理模块，时序控制模块，和启动控制电路，都是常见电路或可直接购买到的元器件，故本实施例为提供电路原理图，但并不妨碍本领域技术人员实施本发明方案。本发明创新在于根据瞬时功率来确定两台抽油机的功率峰值点和功率谷值点，从而计算两台抽油机器的启动间隔时间，据此来实现分时启动，以达到节能的目的。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于时序控制的抽油机节能方法，将两台容量相等或接近的抽油机组合为一组，由时序电路控制，两台抽油机分时启动，分时启动的原则是：第一台抽油机的功率峰值对应第二台的功率谷值，充分利用功率特性，达到最大节能效应。通过时序控制，两台抽油机的组合最大功率将远小于单台最大功率。节省电能可达30%。另外，还可减小抽油机对电网的冲击。

技术研发人员：顾欣欣;邢方远;林志颖;赵琴;邢跃春;曹秋伟;李魏宏;韩林
受保护的技术使用者：中电华恒（南京）能源产业研究院有限公司;南京国网电瑞继保科技股份有限公司
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.05.24