[實用新型]一種抽油機的電氣控制系統

有效

• 申請號: 201220658617.9
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN203070035U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 劉和平;吳致千;麻二偉;吳亞龍
• 申請（專利權）人: 河南思科石油環保設備有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;E21B43/00
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本實用新型涉及電氣控制領域，尤其是一種抽油機的電氣控制系統。

背景技術

傳統的“驢頭式”抽油機通過四連桿機構連續一個方向運轉，使抽油桿進行往復運行，在惡劣的戶外條件下，設備無人值守，靠一臺大功率的電機連續拖動，進行抽油作業。這種抽油方式延續了100年以上，到目前仍然是抽油市場的主流設備，這種設備的優點是故障率低，電氣結構簡單（僅一臺大功率電機），適應惡劣環境（-40℃～60℃），電壓波動范圍大（≥±10）；缺點是：1、機械結構龐大（重達幾十噸），安裝、維護和調整都極不方便；2、變速齒輪磨損大，更換和維護成本高，甩輪上的配重重達幾噸，每年設備維護時經常因為這個發生人身安全事故；3、電機功率大（在30千瓦以上）；4、不能調速，油井的井深、油質、粘稠度、含沙量、含水量各不相同，根據需要，抽油機的沖程、沖次也需要做相應的調整，根據井的工況調整一定范圍的速度能最大的提高抽油效率，而這是傳統驢頭抽油機致命的缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能解決現行抽油機耗能大、不能調速及沖程調整不便等技術問題的抽油機電氣控制系統。

一種抽油機電氣控制系統，主要包括檔位選擇開關、指令輸入和顯示裝置、PLC控制單元、永磁同步曳引機、變頻器、旋轉編碼器、位置傳感器所組成；其中PLC控制單元上分別連接有檔位選擇開關、指令輸入和顯示裝置、位置傳感器和變頻器，該變頻器上還連接永磁同步曳引機和指令輸入和顯示裝置,在該永磁同步曳引機上裝設有旋轉編碼器和在井架中部裝設位置傳感器，采集旋轉編碼器信號返回至變頻器和采集位置傳感器的信號返回至PLC控制單元，由PLC控制單元通過變頻器控制永磁同步曳引機用于驅動抽油桿運動，通過指令輸入和顯示裝置更改變頻器相應參數達到調整抽油機沖次的目的；通過與PLC控制單元及變頻器相連的指令輸入和顯示裝置顯示抽油機運行信息、故障記錄及調整沖程參數。?

目前變頻器同步控制技術和低速同步電機技術已經發展成熟，PLC控制技術經過了各行各業的苛刻的檢驗，這些設備工作可靠性高，再加上經過100多年使用經驗的曳引式電梯機械運行結構，本實用新型具無功損耗小、啟動電流小、節電效果顯著的特點，通過更改變頻器的參數即可很方便地改變抽油機的運行速度和沖次，解決了傳統的抽油機速度單一及沖程不易調整的技術問題。

附圖說明

?圖1為本實用新型的系統框圖。

?以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳述。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型一種抽油機電氣控制系統，主要包括檔位選擇開關1、指令輸入和顯示裝置2、PLC控制單元3、永磁同步曳引機4、變頻器5、旋轉編碼器6、位置傳感器7和指示燈8所組成；其中PLC控制單元3上分別連接有檔位選擇開關1、指令輸入和顯示裝置2、變頻器5、位置傳感器7和指示燈8，由安裝在控制柜上的檔位選擇開關1來實現沖次、沖程的調整，而無需專業人員來控制操作，而安裝在控制柜上的指示燈8能直觀指示抽油機運行狀態及故障，以便于維修及巡查人員快速知道抽油機的運行狀態；該變頻器5上還連接永磁同步曳引機4和指令輸入和顯示裝置2，在該永磁同步曳引機4上裝設有旋轉編碼器6和在井架中部裝設位置傳感器7，采集旋轉編碼器6的信號返回變頻器5和采集位置傳感器7的信號返回至PLC控制單元3，由PLC控制單元3通過變頻器5控制永磁同步曳引機4用于驅動抽油桿運動，通過指令輸入和顯示裝置2更改變頻器5相應參數達到調整抽油機沖次的目的；通過與PLC控制單元3及變頻器5相連的指令輸入和顯示裝置2，利用串行通訊實現顯示抽油機運行信息、故障記錄及調整沖程等參數的目的；通過安裝在永磁同步曳引機4上的旋轉編碼器6作為變頻器5的速度反饋信號及沖程設置的計算依據，來達到精確控制永磁同步曳引機4運行速度及沖程的目的；由安裝在井架中部的位置傳感器7提供位置信號作為沖程的基準信號，并在抽油機經過此位置傳感器7時進行位置校正，從而避免累計誤差而影響抽油機的正常工作。本實用新型的指令輸入和顯示裝置2除可顯示抽油機的運行狀態外，還可很方便地調整和設置抽油機的沖程：在抽油機每次運行之前，先找基準，通常以最大沖程的中間位置作為基準，找到基準后，抽油機即以此基準上、下運行。

由于本實用新型的永磁同步曳引機4的功率因數接近于1，無功損耗小，啟動電流小，節電效果顯著。本實用新型通過更改變頻器5的參數即可很方便地改變抽油機的運行速度和沖次，解決了傳統的抽油機速度單一和沖程不易調整的技術問題。

以上所述，僅是本實用新型較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。