[實(shí)用新型]一種數(shù)字化抽油機(jī)控制柜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520271570.4
• 申請(qǐng)日: 2015-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN204808026U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程世東;馬建軍;劉建剛;田少鵬;徐梅贊;蒲新陽(yáng);趙文博;李明江;張彬;田殿龍;張春濤;黃天虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡;吳貴明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化抽油機(jī)控制柜，屬于油田數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

油田自推廣實(shí)施數(shù)字化油田以來，抽油機(jī)作為油田開發(fā)的主要設(shè)備及耗能大戶，受到了極大的關(guān)注。數(shù)字化抽油機(jī)是針對(duì)目前數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)施工中安裝工作量大、野外施工難度大、油田現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火、動(dòng)電危險(xiǎn)度高、設(shè)備集成度低、各施工單位安裝方式不統(tǒng)一等問題而研制的新產(chǎn)品。要求數(shù)字化抽油機(jī)滿足以下功能：

(1)系統(tǒng)應(yīng)具備油井載荷、位移和三相電參數(shù)自動(dòng)采集功能；

(2)系統(tǒng)應(yīng)具備沖次調(diào)節(jié)功能；

(3)系統(tǒng)應(yīng)具備平衡度調(diào)節(jié)功能；

(4)系統(tǒng)應(yīng)具備主電機(jī)保護(hù)功能。

因此，針對(duì)油田復(fù)雜的地理環(huán)境下、占生產(chǎn)井總數(shù)的1/3、產(chǎn)量在1-2m3/d的低產(chǎn)井工況，需設(shè)計(jì)一套完成上述各項(xiàng)功能的集中式控制柜體。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種數(shù)字化抽油機(jī)控制柜。

一種數(shù)字化抽油機(jī)控制柜,含有以下步驟；

步驟1)、數(shù)據(jù)采集；

通過RTU、載荷傳感器、角位移傳感器、電量模塊、電流互感器、顯示模塊采集基本的運(yùn)行數(shù)據(jù)、示功圖、電流圖、功率圖；

通過顯示模塊顯示沖次、平衡度信息；顯示模塊與RTU通過RS485連接；

步驟2)、沖次調(diào)節(jié)、啟停控制、主電機(jī)保護(hù)；

通過RTU實(shí)現(xiàn)沖次自動(dòng)調(diào)節(jié)、和遠(yuǎn)程手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過控制面板實(shí)現(xiàn)沖次本地手動(dòng)調(diào)節(jié)；

通過RTU、控制面板、啟停控制繼電器、交流接觸器實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的啟停控制，通過RTU實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停控制，通過控制面板實(shí)現(xiàn)本地啟停控制；

RTU通過對(duì)電機(jī)電量參數(shù)和變頻器狀態(tài)的采集，控制抽油機(jī)在變頻工作狀態(tài)下異常停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電機(jī)的保護(hù)；

通過RTU對(duì)電機(jī)電量參數(shù)的采集，和電機(jī)綜合保護(hù)器的作用，控制抽油機(jī)在工頻狀態(tài)下的異常停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電機(jī)的保護(hù)；

變頻器與RTU通過RS485連接，與顯示模塊共用RTU同一個(gè)通信接口；

步驟3)、平衡調(diào)節(jié)、平衡電機(jī)保護(hù)；

通過RTU實(shí)現(xiàn)平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過控制面板實(shí)現(xiàn)平衡本地手動(dòng)調(diào)節(jié)；

RTU通過對(duì)電流變送器的采集，可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)平衡電機(jī)的電流保護(hù)；通過限位信號(hào)可實(shí)現(xiàn)平衡電機(jī)的限位保護(hù)；

步驟4)、數(shù)據(jù)通信；

RTU通過通信模塊、天線實(shí)現(xiàn)與井場(chǎng)主RTU的通信，再通過井場(chǎng)主RTU實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信；

控制器通過AI接口實(shí)時(shí)采集負(fù)荷傳感器、電流變送器和角位移傳感器信號(hào)，形成示功圖和電流圖。

還含有以下步驟；

控制器通過AI接口采集匯管壓力變送器，計(jì)算匯管壓力；

控制器通過DI接口采集沖次和平衡度的自動(dòng)、手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，以此確定是否進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算；

控制器通過DI接口采集平衡調(diào)節(jié)電機(jī)的行程開關(guān)，在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，控制調(diào)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)；

控制器通過DO接口控制外接繼電器，可直接控制抽油機(jī)的啟停；

控制器通過DO接口控制外接繼電器，控制調(diào)平衡電機(jī)的運(yùn)行；

控制器通過RS485接口與LED顯示器連接，顯示當(dāng)前沖次和當(dāng)前平衡度；兩者之間通信協(xié)議為ModbusRTU，其中LED顯示器為從站，控制器為主站；

控制器通過RS485接口與電量模塊連接，主要采集三項(xiàng)電參數(shù)據(jù)；兩者之間通信協(xié)議為ModbusRTU，其中電量模塊為從站，控制器為主站；

控制器通過RS485接口與變頻器連接，讀取變頻器可提供的各類數(shù)據(jù)信息，并可通過變頻器控制抽油機(jī)的啟停；兩者之間通信協(xié)議為ModbusRTU，其中控制器為主站，變頻器為從站；

控制器通過RS232/RS485接口與無線通信模塊連接，實(shí)現(xiàn)其與井場(chǎng)主RTU的通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與站控系統(tǒng)的通信；

控制器通過AUDIO與報(bào)警器連接，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的啟停報(bào)警；

控制器通過24V開關(guān)電源供電，內(nèi)部再通過隔離的5V開關(guān)電源為控制器的核心電路供電；24V電源同時(shí)為儀表及IO接口電路供電。