专利名称：无线智能油机节能控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制领域，具体地说是一种油田使用的无线智能油机节旨鹏制 设备。
背景技术：
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^ff周知，在现代社会中石油起着鹏越重要的角色，提取石油的一个重要设 备就尉由油机。抽油机的种类繁多，从采油方式上可分为两类，即有杆M油设备 和无杆类采油设备，有杆，油设备又可分为抽油杆往复运动类(国内外大劃OT 的^^抽油机和无游梁式抽油机)和旋转运动类(如电动潜油螺杆泵)；无杆魏 油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类(如水力活塞泵)和气^^油设备。
目前，应用最为广泛的是游梁式竖糊油m^油系统，我国的油田多为低渗透 的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升 上来，以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成 本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能，抽油设备中以 式 抽油机应用最为普遍，数量也最多， 一方面，游梁式抽油机运动为反SJ:下提升，
一个冲程提升一次，其动力来源于电动机带动的两个m相当大的钢质滑块，当滑
i娥升时，對以于杠杆的作用，将采油机杆送入井中，当滑块下降时，采油杆提出 带油至井口，由于电机,一定，在滑块下M程中，负荷减轻，电机拖动产生的
能默法被负载吸收，势必会寻找能量消耗的魏，导致电t/utx再生发电的状态， 将多余的會糧反馈到电网弓胞电网主回路母线电ffi升高，导致电网质量下降，功率 因数斷氏，势必会对齡电网产生冲击，面临被电力部门罚款的危险，另外，频繁 的高电压冲击会损坏电机，如果电机没有可靠的保护，很容易损坏造成^效率降低，维护量加大，不利于抽油设备的节能降耗，给企 臓大的经济损失；另一 方面，由于、 ^抽油机弓1入两个较大的钢质滑块，导翻油机的起动冲击大等诸 多问题，除，两方面问题外，油田的特殊地理环境决定了采油设M其自有的运 伊待性，在油井开采的前期储油量大，为提高功效可采用工频运行，保证较高的产 油量，在中后期，储油量减少，电机仍然工频运行，M成不必要的损耗，这时要 适当im氐电机的織，M^冲程，以提高采油量，为解决这一问题，目前只有M 更换电机的皮带轮来调整，但在开采的中后期皮带轮更换到一定程度，就没有狄去 来继续更换了，在油井的中后期，油井的地下渗透能力小于抽油机的的泵排量时(大 多辦口此)，能量的浪费mm越来越严重，为了提高抽吸效率，斷氐单位产量的會號 指标，最直接的办法是间抽，但是大多数油井是不允许间歇性工作的，如果长时间 停机的话，轻则影响产油量，重则使油井无法再开启，含蜡量高或含盐量高以及油 的粘稠度高，且处于高寒地区的油井，若间歇工作，M成井口结蜡、结盐、或结 油的后果，使油井无法再启动，对于注水油井，如果停止抽取，势必影响产量，将 是得不偿失的事。
我国油田油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，目
前大多采用AX巡井方式，由人工每日定时检査设备运行瞎况并记录采油数据，这 种方式必然增加工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准 确性，并且当抽油机、电泵等出现故障时不會扱时发现，得不到有 控、防患和 控制。
为了提高油田管理水平，目前我国正在进行"数字化油田"建设。然而"数 字化油田"的工作基础是信息的数字化，如何将采油工程中最重要的设^~W油 机的工作状态实现数字化是"数字化油田"的重要内容之一。目前由于这种定性获 取抽油机的工作状劍言息模式的限制，不能满足"数字化油田"建设的要求，难以 实现油井信息由模糊化管理向数字化智能化管理的转变。
发明内容
本发明的目的是克月UlM现有技术的不足，掛共一种用于油田采油设备的数字 化、智能化管理的无线智能油机节能控制设备。
本发明可以fflii如下措施达到
一种无线智能油机节能控制设备，其特征在于采用网络监控體控制电动机的 运行状态，由电量传#^采集电*腿行时的电流、功率、电韓电参数，乡Sg辑控
制器处理后由GPRS无线模块、通信服务器进行网络 传输至 服务器和计算 机，由无线智能示功^C^集的井底油压、油量等电参数，由GPRS无线模±央、通信服
务器进行网纟^mi^舒俞至,服务器和计穀几，计^m把接收至啲各种信号进行分
析得到结论，下发调节控制命令并由GPRS无线模块、通信服务器进行网络 传输 至逻辑控制器，逻辑控制器经变频親空制电机的运lf^t。
本发明可以设有太阳能电源板及蓄电池，太阳能电源板及蓄电池为无线智會^示 功仪供电。
本发明由ra荷传感器、中央处理器、GPRS通信模块、太阳能电源板和蓄电池 集成，杆载荷传感器、中央处理器、GPRS通信模块间由mig线相互连接，太阳能电 源,蓄电池给M荷传自、中央处理器、GPRS通信模i剣共电。
本发明具有以下等优点1、优化油^ii行，精确控制停禾几时间，有效提高产量； 2、大幅斷氐高峰电力需求和无效抽取时间，节电效果显著；3、有效消除液锤效应， 降低机械系统故障；4、延长设^j顿絲，斷氐维护保养费用；5、产Sf苑则算法， 可对油井状态精确评测；6、井下、地面、电机全方位控制；7、高峰及最小负荷保 护；8、自动f糧优化控制；9、检测功能4由油机示功图、电流图检测，抽油机电 压、电流检测，抽油机启停状态检测等；10、远程通信功能抽油机启停的远禾驢
控，远程读取、设定工作参数；n、数据《斜户功能自动记录抽油inx作过程，保
存工作状^f言息，存储历史记录,在掉电时，设定参数不丢失；12、报警功能自 动判断抽油丰几工作是否正常，给出报警信息，同时根据预先的设定采取相应的停机 或开机动作；13、通讯灵活的通信方式，可方便i魅且成SCADA系统，支持标准的 Modbus RTU、 Modbus ASCII通信协iM用户自定义一財础、议。
附图是本发明的框图。
下面结合附图对本发明作进一步描述
如图1所示无线智能油机节能控制设备主要由电量传,(1)采集电^Ug行
时的电流、功率、电量等电参数，经逻辑控制器(3)处理后由GPRS无线模i央(2)、 通信服务器(5)进行网^ 傲俞至 服务器(6)和用户计^m (7),用户计 (7)把接收到的各种信号进行分析得至U结论，下发调节控制命令并由GPRS无 线模±央(2)、通信服务器(5)进行网络翻传输至逻辑控制器(3)，逻辑控制器(3) 经变频器(8)控制电机(9)的运^fil度。本发明中电量传感器(1)用于采集电机 运转时的电流、功率、电量等电参数，逻辑控制器(3)进行分析电丰腿转状态，通 过GPRS RTU模1央将其繊對寸瓶收由管理站下发附旨令，变频控制柜(8)进行 电机^^I^制系统，由逻辑控制器分析得歪U结论来实际控制电丰腿转时的鹏，并 且具有故障旁路至工频运转，本发明所述的逻辑控制器Schn-Twdio >|剤言号 传给 变频电机启动柜，变频电机启动柜控制电机繊，GPRS无线模±央(2)起到信号传 输作用，无线智能示功仪(4)由M荷传繊、中央处理器、GPRS通信模块、太阳 能电源板和蓄电池集成，ra荷传殿l、中央处理器、GPRS通信模块间由,线相 互连接，太阳能电源板及蓄电池给ra荷传麟、中央处理器、GPRS通信模±娥电， 无线智能示功仪(4)采集油井的井底油压、油*^参数并，到用户 服务器；通 信服务器(5)采用移动公司的网络，进行数据的传输，、各级管理站由计算机(7) 系嫩賊。
电量传繊(1)、逻辑控制器(3)、 GPRS无线模块(2)、无线智能示功仪(4) 通信服务器(5)、繊服务器(6)、计^m (7)、变频器(8)、电机(9)的结构、 与现有技斜目同，此不魏。
权利要求
1、一种无线智能油机节能控制设备，其特征在于采用网络监控装置控制电动机的运行状态，由电量传感器(1)采集电机运行时的电流、功率、电量等电参数，经逻辑控制器(3)处理后由GPRS无线模块(2)、通信服务器(5)进行网络数据传输至数据服务器(6)和用户计算机(7)，由无线智能示功仪(4)采集的井底油压、油量等参数，由其本身集成GPRS无线模块、通信服务器(5)进行网络数据传输至数据服务器(6)和用户计算机(7)，用户计算机(7)把接收到的各种信号进行分析得到结论，下发调节控制命令并由通信服务器(6)、GPRS无线模块(2)进行网络数据传输至逻辑控制器(3)处理后经变频器(8)控制电机(9)的运转速度。
2、 根据权利要求1所述的一种无线智能油机节魁空制设备，其牛寺征在于无线智 能示功仪(4)由杆载荷传感器、中央处理器、GPRS通信模块、太阳能电源板和蓄电 池集成，TO荷传感器、中央处理器、GPRS通信模块间由i^线相互连接，太阳能 电源板及蓄电池给M;荷传感器、中央处理器、GPRS通信模i刺共电。
全文摘要
本发明涉公开了一种油田使用的无线智能油机节能控制设备，其特征在于采用网络监控装置控制电动机的运行状态，由电量传感器采集电机运行时的电流、功率、电量等电参数，经逻辑控制器处理后由GPRS无线模块、通信服务器进行网络数据传输至数据服务器和计算机；无线网络智能示功仪连续测量油井的功图，利用GPRS传送测量的数据传输至数据服务器和计算机，计算机把接收到的各种信号进行分析得到结论，下发调节控制命令并由GPRS无线模块、通信服务器进行网络数据传输至逻辑控制器并经变频电机启动柜控制电机运转的速度，具有优化油泵运行、大幅降低高峰电力需求和无效抽取时间、有效消除液锤效应、延长设备使用寿命等优点。
文档编号G05B19/418GK101661282SQ20081013930
公开日2010年3月3日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者王海龙, 闫太杰 申请人:威海新隆德电气有限公司