专利名称：油田抽油机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种油田抽油机控制器。
目前，采油的基本手段是用杠杆式抽油机和较先进的螺旋抽油机，而不论是什么形式的抽油机都离不开驱动电机和电。在遍布油田四面八方的各种油井中，含油量和地下结构及油井老化程度都差别很大，目前采用电动机常年运转使抽油机常年工作的方式采油，不但耗电太大，而且引起严重的机件磨损，增加了产油成本。又由于抽油机的工作状态为间歇满负载，这就造成了功率因数的下降，无功损耗增大，在已有技术中普遍采用的办法是在每一供电区域总送电端加补偿电容，进行无功功率的集中补偿。由于油田抽油机分布离散性大，故用上述办法解决不了低次输电线路的无功损耗。另外，抽油机长期工作在无人看守的野外，电动机的运行状态无法监顾，又加之输电布线的其它问题造成人为的缺相运转而烧毁电动机的不乏其例。
本实用新型的目的是为解决上述问题，提供一种抽油机控制器，以达到节电、降低无功功率损耗和断相保护的目的。
本实用新型的解决方案如下参见
图1，该控制器具有一个抽油机的时控器(1)，该时控器包括一个用于分档给出不同周期性开启与停止控制信号的时控信号发生器(1－1)和一个受时控信号控制的电子开关(1－2)及一个受该电子开关控制的执行继电器J1。该控制器还设有无功功率补偿电容2，所述的补偿电容接在电动机三相供电总开关的后端。该控制器还具有一个断相保护器，该断相保护器具有两个结构相同的三相断相触发器和一个受这两个三相断相触发器共同控制的执行继电器J2，所述的三相断相触发器由结构相同的三个分别串接在三相输电线上的断相传感器(3－1)、(3－2)、(3－3)和对应接在这三个传感器输出端的三个结构相同的电子开关(3－6)、(3－5)、(3－4)及接在这三个电子开关输出端的一个或门(3－7)构成，其中一个三相断相触发器中的断相传感器(3－1)、(3－2)、(3－3)接在所述补偿电容的前级，另一个三相断相触发器中的断相传感器(3－8)、(3－9)、(3－10)接在所述补偿电容的后级。该控制器还具有一个执行电路(4)，它是一个由执行继电器J1的常开触点、执行继电器J2的常闭触点、总执行继电器J和直流电源(4－1)串联构成的控制回路，所述总执行继电器J的三个常开触点作为电动机三相供电总开关分别接在电动机三相供电线上。
本控制器通过时控器对抽油机的控制，实现了间歇式抽油，同时，抽油机的日工作与停机时间之比可以根据某一区域井下储油量的多少进行分档选择。这一功能的设置基本消除了抽油机的无效工作，节电幅度大大提高，有效地降低了采油成本。同时，也随之消除了因无效工作而造成的机械磨损，延长了抽油机的使用寿命。本控制器采用的对每一台抽油机的驱动电动机进行就地补偿的办法，有效地提高了功率因数，降低了无功损耗，同时也达到了节电的效果。由于本控制器中增设了就地补偿电容，使常规的断相保护器不能完成断相保护功能，故本控制器采用两组断相触发器的结构，较好地解决了这一问题。
下面根据实施例详细说明。
图1，本实用新型的原理方框图。
图2，时控器电原理图。
图3，补偿电容和断相传感器中感应线圈的连接电路图。
图4，断相保护器的具体电路图。
图5，本实用新型的外形图。
参见图2，所述
图1中的时控信号发生器由四个定时电路1－1.1、1－1.2、1－1.3、1－1.4构成，所述电子开关1－2由两个开关电路1－2.1、1－2.2和可控硅开关1－2.3构成，定时电路1－1.4给出启动信号，它的输出端接开关电路1－2.1的输入端，同时还接定时电路1－1.1、1－1.2、1－1.3的触发端，定时电路1－1.1、1－1.2、1－1.3分档给出停止信号，它们的输出端均分别通过一个手动转换开关与开关电路1－2.2的输入端相接。该定时器的工作过程是当接通转换开关6时，则定时电路1－1.4每隔十二小时给出一个启动脉冲，该脉冲被送入开关电路1－2.1的输入端，使三级管10导通，并送出可控硅的触发信号。在该触发信号到来之前，开关电路1－2.2中三级管11处于欲导通状态，当可控硅导通时，三级管11也同时导通，则继电器J1动作。参见
图1，当J1的常开触点一闭合，继电器J随之动作，J的触点接通电动机的三相供电线，电动机5运转，抽油机开始抽油；再参见
图1，定时电路1－1.4给出的启动脉冲同时还送给定时电路1－1.1、1－1.2、1－1.3的触发端，使它们开始按照自己的定时时间进行工作。如果它们中某一个定时电路输出端的手动转换开关被接通后，则该定时电路输出的停止脉冲被送入开关电路1－2.2的输入端，使三级管11瞬时截止，则可控硅截止，J1释放，J随之释放，断开电动机的供电线，电动机停转，抽油机停止抽油。从而实现了时控抽油。定时电路1－1.1、1－1.2、1－1.3的定时时间分别为两小时、四小时、六小时，如果只接通转换开关6，其余的转换开关全断开，则抽油机为常开状态。该时控信号发生器中的定时电路均采用已有的常规电路，如可用555时基电路接成。在开关电路1－2.1的输入端处设有另一个触发电路，该电路由电阻7、8和电容9构成。这一电路是专为遇到发生停电等突然停机情况时，再启动抽油机而设置的。它可斩时避开定时电路对电动机的控制，使电动机立即启动。这一电路是利用电容9两端电压不能突变的现象，使三级管10在开机时基极瞬时接地而导通，则可立即启动电动机运转。
如果各抽油机采用上述时控器进行间歇式抽油，则每一供电区域各抽油机的工作状态随机性很大。这样就更不易采用集中补偿的办法，即集中补偿电容的值很难调到合适的范围，甚至在某些情况下还会出现严重的过补偿。因此，有效而合理的措施是采用就地补偿。参见图3，本控制器的就地补偿电容接在继电器J触点的后端，并把补偿电容安装在控制器内，而控制器安装在抽油机附近，距抽油机上的电动机联线一般只有数米。当抽油机处在停止状态时，J断开，则补偿电容立即被甩开，它们存储的电荷通过电动机的线包很快泄放掉。因此不会形成过补偿。
由于增加了就地补偿电容，使得一般的三相保护器难以实现保护功能。因为电容是储能器件，故在电容前级或后级发生断相时，电容很容易通过自身储存的能量造成供电假象。参见图3，如果传感器加在补偿电容前端，在补偿电容后端发生断相时，由于电容的储能作用使传感器的感应线圈中仍有电流流过，不能感应到这一断相情况；同理，如果传感器加在补偿电容后端，则补偿电容前端的断相情况也无法感应到。因此，本断相保护器采用两个三相断相触发器，并将三相断相传感器分别接在补偿电容的前级和后级，以起到补偿电容前、后两端断相保护的目的。
参见图4，
图1中所述的断相传感器3－1、3－2、3－3、3－8、3－9、3－10都是由一个串接在供电相线上的感应线圈12和一个霍尔器件13构成；所述的电子开关3－4、3－5、3－6、3－11、3－12、3－13都是一个由三极管12接成的开关电路，所述的两个或门3－7、3－14由设置在上述各开关电路输出端的二极管构成。当发生断相时，感应线圈中无电流流过，故霍尔器件的电磁效应消失，即输出触发信号，则电子开关导通，并输出执行信号，各电子开关输出的信号为“或”的逻辑关系，不论是哪个电子开关输出的执行信号，都会触发继电器J2动作。再参见
图1，J2动作后，J2的常闭触点被吸开，使J释放而停止为电动机供电。从而实现了在加入补偿电容情况下的断相保护。
参见图5，该控制器外形为柜子形状，底部有三相输电线入线14的入孔和三相输电线出线15的出孔。
权利要求1.油田抽油机控制器，其特征是A、具有一个抽油机的时控器(1)，该时控器包括一个用于分档给出不同周期性开启与停止控制信号的时控信号发生器(1-1)和一个受时控信号控制的电子开关(1-2)及一个受该电子开关控制的执行继电器J1，B、设有无功功率补偿电容2，所述的补偿电容接在电动机三相供电总开关的后端，C、具有一个断相保护器，该断相保护器具有两个结构相同的三相断相触发器和一个受这两个三相断相触发器共同控制的执行继电器J2，所述的三相断相触发器由结构相同的三个分别串接在三相输电线上的断相传感器(3-1)、(3-2)、(3-3)和对应接在这三个传感器输出端的三个结构相同的电子开关(3-6)、(3-5)、(3-4)及接在这三个电子开关输出端的一个或门(3-7)构成，其中一个三相断相触发器中的断相传感器(3-1)、(3-2)、(3-3)接在所述补偿电容的前级，另一个三相断相触发器中的断相传感器(3-8)、(3-9)、(3-10)接在所述补偿电容的后级，D、具有一个执行电路(4)，它是一个由执行继电器J1的常开触点，执行继电器J2的常闭触点、总执行继电器J和直流电源(4-1)串联构成的控制回路，所述总执行继电器J的三个常开触点作为电动机三相供电总开关分别接在电动机三相供电线上。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征是所述的断相传感器(3－1)、(3－2)、(3－3)、(3－8)、(3－9)、(3－10)都是由一个串接在供电相线上的感应线圈12和一个霍尔器件13构成。
专利摘要油田抽油机控制器由对抽油机驱动电机(5)进行间歇式控制的时控器(1)、接在电机三相供电线上的无功功率补偿电容(2)、断相保护器(3)和对电机的电源开关J进行控制的执行电路(4)构成。由于设置了就地补偿电容，该控制器采用两组断相触发器结构，在补偿电容的前、后级设置断相传感器(3-1)～(3-3)和(3-8)～(3-10)，从而完成了全断相保护功能。本控制器实现了间歇式抽油控制和无功功率的补偿，节电效果显著。
文档编号F04B49/06GK2151278SQ9224603
公开日1993年12月29日 申请日期1992年12月31日 优先权日1992年12月31日
发明者周德玉, 顾根深, 马文林, 肖胜全 申请人:周德玉