[實用新型]一種用于采油船的新型抽油機智能控制器

有效

• 申請號: 201420574241.2
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN204436346U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 王衛和
• 申請（專利權）人: 揚州國裕船舶制造有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于采油船的新型抽油機智能控制器。

背景技術

目前，我國海上油井的種類比較復雜，且其分布區域相當廣泛，這對我國采用采油船進行航海采油的工作提出了很高的技術要求。然而我國作為一個少油的大國，石油相當依賴進口，伴隨著油田的過度開發，現有的海上油井大多變為貧油井，產油量逐次下降，這樣，用于采油船上的抽油機的高效能運作就顯得尤為重要。

而傳統的海上用的抽油機因其結構簡單、維護方便、投資少等優點在各大海上油井得到了廣泛的使用。但隨著海上油井開發的不斷深入，海上油井產量下降，而用于采油船上的抽油機的抽油能力已經遠遠大于油井出油能力，很多情況下都是空抽，這樣，使得油泵的充滿率降低，泵工作效率降低，耗電量大，抽油桿疲勞破壞，抽油泵壽命縮短，增加了采油船的采油成本。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種用于采油船的新型抽油機智能控制器，它與抽油機電機變頻器配套使用，其作用是對抽油機進行集中控制和自動化管理，可對抽油機的工作狀態及數據進行數字采集、監控，并且可以通過通信網絡將數據上傳至上位管理系統進行集中控制與管理。RTU結合通過采集傳感器信號并判斷抽油機工作狀況，自動控制配重平衡、抽油機沖次，以達到智能控制抽油機的目的，使抽油機始終處于最優工作狀態，并通過語音報警通知工作人員抽油機工作狀態，保證了生產的安全。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：一種用于采油船的新型抽油機智能控制器，包括控制主板，與該控制主板通過并口進行數據傳輸的顯示按鍵面板，用于調理系統輸入輸出信號的信號調理單元，以及為所述控制主板提供電源的電源系統；其中，所述控制主板還包括：傳感器檢測單元，其輸出端與RTU控制單元連接，用于采集載荷信號、電流信號和位移信號；RTU控制單元，其輸入端與所述傳感器檢測單元連接，輸出端分別通過工頻控制單元和變頻控制單元與抽油機主電機連接，用于控制變頻器的啟動、停止和改變變頻器的輸出功率，從而控制抽油機電機的工作；調平衡系統，其輸入端與所述RTU控制單元連接，輸出端與調平衡小電機連接，用于自動控制調平衡小電機的正轉與反轉，從而調節抽油機的平衡狀態；以及建立在RTU控制單元與遠程上位機之間的通信模塊；

其中，所述顯示按鍵面板上設置有多個轉換開關，以及用于顯示沖次的沖次顯示屏和用于顯示平衡度的平衡度顯示屏；所述調平衡系統包括接觸器、電位器、絲桿傳動裝置和配重塊；所述絲桿傳動裝置一端與電位器連接，另一端與配重塊連接；所述接觸器通過調節所述電位器的位置從而控制所述絲桿傳動裝置的運動。

進一步的，所述信號調理單元由輸入信號調理系統和輸出信號調理系統構成；其中，所述輸入信號調理系統用于完成4～20mA與0～3V之間的I/U變換，所述輸出信號調理系統用于完成0～3V與4～20mA之間的U/I變換。

進一步的，所述傳感器檢測單元包括載荷傳感器、位移傳感器和電流變送器。

進一步的，所述通信模塊包括RS485串口通信模塊和GPRS串口通信模塊。

進一步的，所述RTU控制單元采用PIC16位單片機，其型號為dsPIC33FJ256。

本發明的有益效果：本發明提供了變頻/工頻切換功能，實現了兩種工作模式，可以保證系統在變頻維修時，抽油機仍然能正常工作，可以減少抽油機的空抽與停抽現象的發生，不影響油田的產油量，實現了經濟效益最大化。

本發明的用于采油船的新型抽油機智能控制器是通過對載荷傳感器、位移傳感器和電流變送器的監測，根據載荷傳感器采集的數據計算出最大載荷和最小載荷；根據位移傳感器采集的位移信號，計算出實際沖次和沖程；根據電流變送器采集的電流信號，計算出輸出功率、輸出電壓、變頻器運行狀態、以及變頻器故障狀態等參數。

本發明通過對電流、電壓信號的分析，對抽油機的電機實施相關的繼電保護，并同時通過語音報警通知抽油機工作平臺上的工作人員抽油機的啟動、停止動作等相關信息，保證了整個生產的安全。

本發明還具有RS485串行通信接口與GPRS通信接口，RS485采用MODBUS通信協議與上位機進行通信，上位機可以遠程控制RTU的啟動、停止、設定頻率、故障復位等功能，還可以修改抽油機的工作參數。另外，本發明還具備自動/手動調節抽油機的沖次功能，自動/手動調節抽油機的平衡度功能。

附圖說明

圖1為本發明抽油機用智能控制器的原理框圖。

圖2為本發明抽油機用智能控制器的工作示意圖。

圖3為本發明的平衡度調節流程圖。