一种双控制通路耦合式抗干扰直线电机潜油电泵控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及海上油田人工举升系统控制技术领域，更具体地说涉及一种双控制通路耦合式抗干扰直线电机潜油电泵控制系统。


背景技术：

2.目前，海上油田为满足油井的高效开采，90％以上的油井采用潜油电泵人工举升手段。但在油田开采后期，随着油井产量的下降，潜油电泵在低流量工况下频繁欠载停机，且不能有效散热，导致“寿命”极短，无法适用于低产井的开采。因此，为了能继续开发低产井的剩余价值，海上油田引进了一种直线电机潜油电泵采油工艺技术。
3.由于海上油田与陆地油田生产环境、安全控制要求的巨大差异，为直线电机潜油电泵在海上油田的应用造成了困难。当采用电气回路控制冲程时，潜油电泵和控制柜间采用的电缆长度过长，海上的潜油电泵控制回路容易收到电网冲击影响；当采用机械传感器控制冲程时，井下工况较为复杂，振动剧烈，直线电机潜油电泵在运行作业冲程进行采油时，容易受到环境振动的影响，难以保证在每一个作业周期达到最大冲程，影响采收效率。


技术实现要素：

4.本实用新型克服了现有技术中的不足，针对目前陆地上的直线电机存在在海上油田难以稳定运行、功能调控困难的问题，提供了一种双控制通路耦合式抗干扰直线电机潜油电泵控制系统，该系统能够在电网谐波或井下振动对设备影响大时，自动切换直线电机的控制通路，增加系统的稳定性和抗干扰性，该系统适用于海上油田长电缆容易受到谐波影响或井下振动剧烈的工况，提高了设备的可靠性。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。
6.一种双控制通路耦合式抗干扰直线电机潜油电泵控制系统，包括直线电机、电机控制柜和plc控制器，所述直线电机的外壳内设置有隔热管，所述隔热管采用中空管状结构，所述隔热管的中空结构形成一滑道，在所述滑道内设置有冲程块，冲程块能够在电机控制柜的驱动和控制下，在滑道内上下滑动，通过电机的往复冲程完成采油作业，在所述滑道的首尾两端的侧壁上分别安装有用于降低冲程块的振动对压力传感器的精度影响的弹簧减震机构，在所述弹簧减震机构上安装有用于采集冲程块冲程压力的压力传感器，振动传感器安装在所述外壳的顶端，振动传感器能够采集直线电机在井下的振动情况数据，所述直线电机通过长电缆与所述电机控制柜相连，在所述电机控制柜内安装用于为电机控制柜提供输入信号的所述plc控制器，所述plc控制器通过信号线与所述直线电机内的所述压力传感器和所述振动传感器相连；
7.所述振动传感器和所述压力传感器的振动/压力信号输出端与所述plc控制器的振动/压力信号输入端相连，所述plc控制器的振动/压力信号输出端与所述电机控制柜的振动/压力信号输入端相连，通过plc控制器对振动传感器的采样结果进行分析，并将分析结果传至电机控制柜，分析结果显示振动剧烈时，切换冲程控制方式，将冲程控制方式更改
为由电气控制。
8.在所述电机控制柜内还设置有电流传感器和电压传感器，电流传感器用于采集直线电机的电流数据，电压传感器用于采集直线电机的电压数据，所述电流传感器和所述电压传感器的数据信号输出端与所述plc控制器的电流/电压信号输入端相连，所述plc控制器的电流/电压信号输出端与所述电机控制柜的电流/电压信号输入端相连，通过plc控制器对电流、电压的采样结果进行分析，并将分析结果传至电机控制柜，分析结果显示电网谐波过大，电流不稳定时，切换冲程控制方式，将冲程控制方式更改为由压力传感器控制。
9.在所述长电缆上依次安装有滤波器和电抗器，通过滤波器和电抗器滤掉长电缆和平台电网产生的谐波，以实现电机控制柜针对海洋平台特殊工况下的电气控制直线电机冲程的目的。
10.本实用新型的有益效果为：通过直线电机外壳内安置的隔热管，隔绝井下的热量，降低井下热量对振动传感器、压力传感器的影响，降低对传感器的设备要求；通过冲程块上安置的弹簧减震机构，降低振动对压力传感器精度的影响；通过直线电机内冲程块滑道上下位置安置的压力传感器，使冲程块达到指定位置时，传输信号给plc控制器，输入至电机控制柜，完成直线电机冲程块的往复运动；通过直线电机隔热管内安置的振动传感器，在监测到直线电机振动剧烈时，通过信号线传递信号给plc控制器，切换冲程控制方式为电气控制；电机控制柜内安置的电流传感器、电压传感器和plc控制器连接，通过plc控制器对电流、电压的采样结果进行分析，分析结果传至电机控制柜，当分析结果显示电网谐波过大，电流不稳定时，切换冲程控制方式为压力传感器控制。
附图说明
11.图1是本实用新型的结构示意图；
12.图中：1为直线电机，2为外壳，3为隔热管，4为振动传感器，5为冲程块，6为滑道，7为弹簧减震机构，8为压力传感器，9为电机控制柜，10为长电缆，11为电抗器，12为滤波器，13为电流传感器，14为电压传感器，15为plc控制器，16为信号线；
13.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
14.下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
15.实施例一
16.一种双控制通路耦合式抗干扰直线电机潜油电泵控制系统，包括直线电机1、电机控制柜9和plc控制器15，直线电机1的外壳2内设置有隔热管3，隔热管3采用中空管状结构，隔热管3的中空结构形成一滑道6，在所述滑道内设置有冲程块，冲程块能够在电机控制柜的驱动和控制下，在滑道内上下滑动，通过电机的往复冲程完成采油作业，在滑道6的首尾两端的侧壁上分别安装有用于降低冲程块5的振动对压力传感器8的精度影响的弹簧减震机构7，在弹簧减震机构7上安装有用于采集冲程块5冲程压力的压力传感器8，振动传感器4安装在外壳2的顶端，振动传感器4能够采集直线电机在井下的振动情况数据，直线电机1通过长电缆10与电机控制柜9相连，在电机控制柜9内安装用于为电机控制柜9提供输入信号
的plc控制器15，plc控制器15通过信号线16与直线电机1内的压力传感器8和振动传感器4相连；
17.振动传感器4和压力传感器8的振动/压力信号输出端与plc控制器15的振动/压力信号输入端相连，plc控制器15的振动/压力信号输出端与电机控制柜9的振动/压力信号输入端相连，通过plc控制器15对振动传感器4的采样结果进行分析，并将分析结果传至电机控制柜9，分析结果显示振动剧烈时，切换冲程控制方式，将冲程控制方式更改为由电气控制。
18.实施例二
19.在实施例一的基础上，在电机控制柜9内还设置有电流传感器13和电压传感器14，电流传感器13用于采集直线电机1的电流数据，电压传感器14用于采集直线电机1的电压数据，电流传感器13和电压传感器14的数据信号输出端与plc控制器15的电流/电压信号输入端相连，plc控制器15的电流/电压信号输出端与电机控制柜9的电流/电压信号输入端相连，通过plc控制器15对电流、电压的采样结果进行分析，并将分析结果传至电机控制柜9，分析结果显示电网谐波过大，电流不稳定时，切换冲程控制方式，将冲程控制方式更改为由压力传感器8控制。
20.实施例三
21.在实施例二的基础上，在长电缆10上依次安装有滤波器12和电抗器11，通过滤波器12和电抗器11滤掉长电缆10和平台电网产生的谐波，以实现电机控制柜9针对海洋平台特殊工况下的电气控制直线电机1冲程的目的。
22.电气控制冲程：将电机控制柜9、电抗器11、滤波器12、直线电机1通过长电缆10连接，通过电抗器11和滤波器12，滤掉长电缆10和平台电网产生的谐波，以实现电机控制柜9针对海洋平台特殊工况下的电气控制直线电机1冲程的目的；
23.压力传感器控制冲程：在直线电机1得外壳2内安装隔热管3，外壳2的顶端安装振动传感器4，且振动传感器4位于隔热管3内，在直线电机1的冲程块5的滑道首尾两端设置弹簧减震机构7，压力传感器8安装在弹簧减震机构7上，通过隔热管3能够降低海洋平台井下高温对振动传感器4和压力传感器8的影响，通过压力传感器8受到冲程块5的压力信号后的反馈信号，借由信号线16传递至电气控制柜9，以实现压力传感器8对冲程的有效控制；
24.切换冲程控制方式
‑
电气控制转压力传感器控制：电机控制柜9内安装有电流传感器13、电压传感器14和plc控制器15，通过plc控制器15内对电流、电压的采样结果进行分析，分析结果传至电机控制柜9，当分析结果显示电网谐波过大，电流不稳定时，切换冲程控制方式为压力传感器8控制；
25.切换冲程控制方式
‑
压力传感器控制转电气控制：通过直线电机隔热管内安置的振动传感器4，若监测到直线电机1在井下振动剧烈时，通过信号线16传递信号给plc控制器15，切换冲程控制方式为电气控制。
26.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位
于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
27.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
28.以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。