[實用新型]一種油田用的水源井變頻節能監控系統

有效

• 申請號: 201420373594.6
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN204140351U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 高寶元;賀藝軍;段成才
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司工程技術研究院
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本實用新型屬于節能監控電器設備技術領域，具體涉及一種油田用的水源井變頻節能監控系統。?

背景技術

目前，公知的油田水源井主要存在的問題有：?

現有水源井井下電潛泵型號為130ZTQ20-400?～700，電潛泵異步電動機YQS200-45至YQS200-75，最小異步電動機功率45kW，最大異步電動機75kW，出水管柱采用φ76×5.5油管，電纜采用35?mm²～50mm²防水電纜，地面控制柜采用自偶降壓啟動，控制柜功率為55～75kW，由于大部分水源井的泵容量大、管線設計規格小，造成泵容量與管線設計規格不相匹配的缺陷。電潛泵的實際負荷遠小于其額定功率，處于大馬拉小車的工況，造成了節流運行或反輸回流等現象，而且功率因數小，因沒有采取相應的節能措施，浪費電能十分嚴重。

電潛泵控制方法簡單，采用自偶降壓啟動，可靠性差，電路經常出現故障，控制方法單一，直接影響水源井向地面供水的正常進行。?

水源井因未裝水位監測裝置，動液面無法檢測，每次修井時，只能通過出水管觀察靜液面，每年因水抽干不能自動斷開電，導致燒壞的電潛泵占每年整個水源井電潛泵損壞的65%左右，電潛泵空轉不安全，同時還存在著浪費大量電能的問題，結果導致修井周性期短、費用高，修井工勞動強度大，水源井供水不足，向地層注水量減少，嚴重影響了原油產量的完成。?

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術中由于油田水源井電潛泵沒有采取節能措施，造成電能浪費嚴重以及水抽干時電潛泵空轉不能自動斷電的問題。?

為此，本實用新型提供了一種油田用的水源井變頻節能監控系統，包括電潛泵、驅動電潛泵的異步電動機以及與電潛泵連接的出水管線，上述出井口水管線上安裝有壓力變送器,所述壓力變送器測得出水壓力將其轉化為4～20mA電信號；壓力變送器電連接PLC的I/O模塊；PLC的I/O端模塊連接變頻器操作面板控制變頻器，變頻器連接控制異步電動機；?

所述電潛泵連接的井口出水管線設置有液位傳感器，所述液位變送器與PLC的I/O模塊電連接；

所述井口出水管線上設置有與PLC的I/O模塊電連接的流量計。

所述PLC2的I/O模塊上設置有7個輸入端口和10個輸出端口。?

所述的7個輸入端口包括2個數字量輸入端口和5個模擬量輸入端口；所述的10個輸出端口包括9個數字量輸出端口和1個模擬量輸出端口。?

變頻器為ABB變頻器，采用ACS510系列，額定容量為55～90kW。?

本實用新型的有益效果：本實用新型提供的這種油田用的水源井變頻節能監控系統，節能效果顯著，使電潛泵功率因數提高到0.95以上，綜合節電率達到20%以上，同時減少了供電線路的損耗，增加了變壓器的帶載能力；在開、停機時減小了電流對電網的沖擊以及管內壓力對管網系統的沖擊；減小了電潛泵、異步電動機自身的機械沖擊損耗。確保了水源井正常供水、向地層注水的正常進行，保證了生產的暢通無阻，為油田正?；a提供了可靠的節能監控設備。?

?以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。?

附圖說明

圖1是恒壓控制系統的基本特征圖示意圖；?

圖2是管網及電潛泵的運行特性曲線圖；

圖3是電潛泵的控制流程示意圖；

圖4是變頻器控制接線圖；

圖5是PLC及擴展模塊外圍接線圖；

圖6是本實用新型的控制回路接線圖；

圖7是本實用新型的端子接線圖。

附圖標記說明：1、壓力變送器；2、PLC；3、變頻器；4、異步電動機；5、電潛泵；6、軟啟動器。?

具體實施方式

實施例1：?

為了使水源井的供水系統穩定運行，供水系統必須同時滿足揚程特性和管阻特性。揚程特性是以系統管路中的閥門開度不變為前提，表明電潛泵在某一轉速下揚程H與流量Q之間的關系曲線。揚程特性所反映的是揚程H與用水流量Q間的關系H=f(Q)。

管阻特性是以電潛泵的轉速不變為前提，表明閥門在某一開度下揚程H與流量Q之間的關系曲線。管阻特性反映了電潛泵的能量用來克服電潛泵系統的水位及壓力差、水在管道中流動阻力的變化規律。改變閥門開度，實際上是改變了在某一揚程下，供水系統向用戶的供水能力。?