[實用新型]具有能量反饋功能的抽油機控制系統

有效

• 申請號: 201220170008.9
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN202513592U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 劉亞非
• 申請（專利權）人: 濟南精工達電器有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

?本實用新型涉及一種具有能量反饋功能的抽油機控制系統，更具體的說，尤其涉及一種將抽油機下行時的勢能轉化為電能并反饋到供電網中的抽油機控制系統。

背景技術

隨著中國最為嚴峻的缺電局面的降臨，國家提出了如何提高能源效率，降低能源系統成本，并制定了“開發與節約并重，近期把節約放在優先地位”的能源方針。資料顯示，中國電力消耗量僅次于美國，位居世界第二位，節能節電意識的淡薄造成了很大的資源浪費和財產損失，而中國噸油成本是國外噸油成本的好幾倍：盡可能的節能增效，同國際水平接軌，這是中國石油工業的必然趨勢。??在噸油成本中，電費支出的占生產成本的三分之一，而且隨著油田的進一步開采，再穩產的基礎上，節能、增效、增產、降耗，顯得更為重要。抽油機作為油田最基本的設備，其節能降耗顯得更有意義。

游梁式抽油機是我國油田目前最主要的機械采油裝備。由于常規游梁式抽油機載荷波動較大，其周期載荷波動系數為1.7～2.1，同時由于選擇電動機的額定功率有一定的安全儲備，即使抽油機能在其額定設計工況點下工作，電動機的負載率一般也達不到50%，況且由于抽油機實際工作參數達不到額定設計參數，導致電動機的負載率較低，造成電能的極大浪費。

據統計,目前游梁式抽油機電動機的負載率僅為30%左右.在這一負載率下電動機的運行效率僅為65～70%,而電動機的額定效率為90%左右。顯然，由于電動機負載率低，致使抽油機耗電量增加了30～40%。

因此拖動抽油機電動機節能技術的研究已引起人們的普遍重視。為了解決上述問題。近年來各大油田在抽油機采用了變頻控制技術進行節能改造，以便有效地節約能源。

發明內容

本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種具有能量反饋功能的抽油機控制系統。

本實用新型的具有能量反饋功能的抽油機控制系統，包括起運算和控制作用的微控制單元以及對抽油電機進行變頻調節的變頻控制電路，變頻控制電路包括整流電路和第一逆變模塊，第一逆變模塊的控制端、輸出端分別與微控制單元和抽油電機相連接；微控制單元連接有用于對抽油電機運行狀態控制的外圍控制電路；其特別之處在于：還包括將抽油電機發出的電能輸入到交流電網的能量反饋電路，該能量反饋電路包括與抽油電機發電回路相連接的整流電路以及與微控制單元相連接的第二逆變模塊，第二逆變模塊的輸出與交流電網相連接；所述微控制單元的信號采集端還連接有上沖程檢測電路和下沖程檢測電路。

微控制單元由微處理器構成，用于信號采集、數據處理和控制信號的輸出；變頻控制電路實現對抽油機的變頻調節，使得抽油機的轉速工作在設定的合理狀態，以便對抽油機的上行和下行速率進行控制。在變頻控制的過程中，先通過整流電路將交流電整流為直流電，在通過第一逆變模塊逆變為使抽油電機運行的交流電，從而達到對抽油電機的變頻控制。外圍控制電路有相應的開關按鈕和繼電器連接組成，以便對抽油電機的工作狀態進行控制。在游梁式抽油機下行的過程中，配重塊、驢頭和抽油桿在自身重力的作用下，將會驅使抽油電機進行轉動，能量反饋電路就是將這部分能量轉化、整流、逆變后輸入到交流電網中，以達到節約能源的目的；能量反饋電路中的整流電路將抽油電機發出來的電整流為直流電，第二逆變模塊再將其逆變為與電網中相位、頻率相等的交流電，反饋到電網中，有效地實現了能源的節約。上沖程檢測電路和下沖程檢測電路分別用于檢測游梁式抽桿上行和下行的狀態，以便對抽油電機的工作狀態進行調節。

本實用新型的具有能量反饋功能的抽油機控制系統，外圍控制電路包括繼電器MX、繼電器MC1、繼電器MC2、繼電器MC3以及切換開關；繼電器MX的線圈與停止、運行按鈕串聯后接于電源的兩端，運行按鈕與繼電器MX的常開點相并聯；繼電器MC1的線圈與繼電器MC2的常閉點、切換開關、繼電器MX的常開點相串聯后接于電源的兩端；繼電器MC2的線圈與繼電器MC1的常閉點、切換開關、繼電器MX的常開點相串聯后接于電源的兩端；繼電器MC3的線圈經控制開關后接于電源的兩端；所述切換開關和控制開關均與微控制器相連接。

采用多個繼電器與開關按鈕相配合的形式，既有利于實現對抽油電機工作狀態的控制，也便于實現不同狀態下的互鎖；使得控制更加精準，并可避免發生錯誤的邏輯控制。