[實用新型]抽吸采油裝置自動控制系統

無效

• 申請號: 200920207029.1
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN201667017U
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 謝光輝;程福剛;丁吉全
• 申請（專利權）人: 重慶三華工業有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;H02P27/06
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本實用新型涉及自動控制領域，具體的說是一種對抽吸采油裝置實現自動控制的系統。

背景技術

目前，我國油井大多數以機械采油為主。機械采油主要以抽油機、抽油桿及井下活塞泵系統為主，抽油機通過抽油桿柱帶動井下活塞泵作往復運動并將井下原油舉升到地面。由于這種工作原理使得井下活塞與泵筒、抽油桿與油管需要交替承受整個泵深的液柱壓力，且沖程小、載荷大且交替變化大。基于這些問題，有必要研發更高效的抽油設備是我國油田生產的需要。

中國專利200820097493.5中介紹了一種自動抽吸采油裝置，增設了載荷傳感器以及轉數、轉速傳感器，由單片機實現采油的自動控制，解決了現有機械采油技術中的一些不足，但實際應用發現：該自動抽吸采樣裝置采用工業用電供電，耗電量大，也不環保；同時，由于控制的硬件過多，單片機的程序編輯比較復雜，抗干擾能力也比較差，可靠性差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種抽吸采油裝置自動控制系統，具有節能、環保的特點，并且能提高控制系統的可靠性和穩定性。

為達到上述目的，本實用新型表述一種抽吸采油裝置自動控制系統，包括有觸摸屏、井口滑輪旋轉編碼器、滾筒旋轉編碼器、井口荷重傳感器、變頻器、電機抱閘機構和滾筒變頻電機，其關鍵在于：還包括有可編程控制器、太陽能光伏陣列、光伏DC/AC逆變器和雙電源自動轉換開關。

所述太陽能光伏陣列的正、負極輸出端分別連接光伏DC/AC逆變器的正、負極輸入端，該光伏DC/AC逆變器的三相輸出端連接雙電源自動轉換開關的常用三相輸入端，光伏DC/AC逆變器的中性線輸出端連接雙電源自動轉換開關的常用中性線輸入端，所述雙電源自動轉換開關的備用三相輸入端與380V工業用電的三相輸出端連接，備用中性線輸入端與380V工業用電的中性線端連接。

所述雙電源自動轉換開關的三相輸出端與變頻器的三相輸入端連接，為變頻器供電；雙電源自動轉換開關的單個相線輸出端與中性線輸出端組成單相電源，為可編程控制器和電機抱閘機構供電；所述單相電源還經開關電源為觸摸屏供電。

所述可編程控制器的數據傳輸端通過RS422總線與觸摸屏連接，可編程控制器的荷重信號輸入端經模數轉換器連接井口荷重傳感器的輸出端，可編程控制器的第一、第二編碼器輸入端分別與井口滑輪旋轉編碼器、滾筒旋轉編碼器的信號輸出端連接，可編程控制器的電機控制端連接變頻器的控制信號接收端，變頻器的三相輸出端連接滾筒變頻電機的三相電源輸入端，變頻器的抱閘控制端經接觸器連接電機抱閘機構。

太陽能光伏陣列將太陽能轉換成直流電，經光伏DC/AC逆變器直流電逆變為交流電，為變頻器、觸摸屏、可編程控制器和電機抱閘機構供電。利用太陽能作為整個控制系統的常用電源，環保，節能，符合目前國家提倡的綠色能源的響應。同時利用雙電源自動轉換開關在太陽能和工業電之間轉換，在太陽能不足的時候(陰雨天或夜間)啟用工業電，保證了控制系統連續作業的用電需求，使系統運行可靠。

可編程控制器相比單片機而言，具有編程簡單，抗干擾能力強、運行穩定性和可靠性高等特點，因此采用可編程控制器，提高了控制系統的穩定性和可靠性。

井口滑輪旋轉編碼器安裝在井口滑輪側部端面，用于計算滑輪轉數，并將數據輸入到可編程控制器，實現抽子的位置、速度控制；滾筒旋轉編碼器安裝在滾筒側面端面，用于計算滾筒轉數和轉速，并將數據輸入到可編程控制器，實現原點的定位。

井口荷重傳感器安裝在井口滑輪底座上，其信號經模數轉換器轉換成數字信號后傳送至可編程控制器，可編程控制器根據該信號計算采油產量，并判斷牽引繩是否超重或卡住，可以在超重或卡住時及時報警。

觸摸屏用于顯示系統運行狀態、采油產量統計、控制操作及進行參數設置。

變頻器根據可編程控制器的控制信號，能對滾筒變頻電機進行正轉、反轉、停止的控制，還能調節滾筒變頻電機的運行速度：高速、低速、中速，從而實現抽子的平穩往復循環工作；變頻器還能控制電機抱閘機構實現對滾筒變頻電機的抱閘。

所述可編程控制器與單相電源的相線之間還依次串接有PLC啟動按鈕和急停按鈕。

所述可編程控制器還設置有三個檔位控制端，分別連接手動檔位、回原點檔位、自動檔位；可編程控制器還設置有五個執行按鈕控制端，分別連接自動停止按鈕、自動啟動按鈕、原點按鈕、上升按鈕和下降按鈕。使本系統不僅能夠利用觸摸屏進行控制，還能通過檔位按鈕和執行按鈕進行控制，使控制平臺多樣化。