[發明專利]一種油田抽油機節能控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201710102845.5
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106774140B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 張文琦;董永峰;楊貴柱;劉珍;鄭貴玉;權小龍;韓旭;景朝
• 申請（專利權）人: 鄭州煤機智能工作面科技有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G08C17/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

1.一種油田抽油機節能控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：判斷是否選擇節能控制模式，若選擇節能控制模式，則在一個預熱周期后進入步驟二，若未選擇節能控制模式則進入手動操作模式；

步驟二：判斷續液重量是否大于預熱稱重，若續液重量大于預熱稱重則進入步驟三，若續液重量小于等于預熱稱重，則在一個預熱周期后重復該步驟，直到續液重量大于預熱稱重進入步驟三為止；

步驟三：啟動抽油機開始工作，抽油機工作一個運行周期后進入步驟四；

步驟四：判斷續液重量是否大于停機稱重，若續液重量大于停機稱重則進入步驟五，若續液重量小于等于停機稱重，則關閉抽油機，并在一個停機周期后返回步驟二；

步驟五：判斷抽油機是否處于輕載運行狀態，若抽油機不處于輕載運行狀態則進入步驟六，若抽油機處于輕載狀態，則關閉抽油機，并在一個停機周期后返回步驟二；

步驟六：判斷系統是否結束運行，若判斷系統結束運行則跳出節能運行模式，若判斷系統未結束運行則在一個運行周期后返回步驟四；

所述抽油機初次運行的運行周期的范圍為5±2min，并從抽油機第二次運行開始，每次運行結束后，運行周期的時長均進行優化學習；所述步驟四和步驟五中，停機周期的范圍為10±2min；所述步驟四中，停機稱重的范圍為10±5kg；所述運行周期優化學習的計算公式為：T”＝T(nT)/(mT')，公式中T”表示此次抽油機運行結束運行周期優化學習后的時長，n表示抽油機此次運行總共運行的周期數，T表示抽油機此次運行的運行周期的時長，m表示抽油機上一次運行總共運行的周期數，T'表示抽油機上一次運行的運行周期的時長。

2.如權利要求1所述的一種油田抽油機節能控制方法，其特征在于，所述步驟一和步驟二中，預熱周期的范圍為5±2min；所述步驟二中，預熱稱重的范圍為10±5kg。

3.如權利要求1所述的一種油田抽油機節能控制方法，其特征在于，所述步驟五中，判斷抽油機處于輕載運行狀態需同時滿足以下三個條件：平衡度85％或平衡度115％，抽油機相電流9A，抽油機功率因數0.3。

4.如權利要求3所述的一種油田抽油機節能控制方法，其特征在于，所述平衡度的計算公式為：平衡度＝下沖程最大電流/上沖程最大電流*100％，所述最大電流為瞬時電流。

5.如權利要求1所述的一種油田抽油機節能控制方法，其特征在于，所述步驟四和步驟五中，關閉抽油機時使用電動抱閘進行停機操作。

6.一種采用權利要求1-5任一所述的油田抽油機節能控制方法的控制系統，其特征在于，包括PLC模塊、變頻器、能量回饋單元和數據采集單元，所述PLC模塊、變頻器和能量回饋單元設于電控室的控制柜內，所述變頻器通過RS485的方式與PLC模塊連接，所述能量回饋單元的輸入端與變頻器連接，其輸出端與電網電源連接，所述數據采集單元與PLC模塊連接。

7.如權利要求6所述的一種油田抽油機節能控制系統，其特征在于，所述數據采集單元包括稱重傳感器、載荷和角位移傳感器、智能電表和單井計量裝置，所述稱 重傳感器、載荷和角位移傳感器和單井計量裝置設于抽油機運行現場，所述智能電表設于電控室的控制柜內，所述稱重傳感器通過模擬量輸入模塊與PLC模塊連接，所述載荷和角位移傳感器通過Zigbee模塊與PLC模塊連接，所述智能電表和單井計量裝置均通過RS485的方式與PLC模塊連接。

8.如權利要求6所述的一種油田抽油機節能控制系統，其特征在于，還包括HMI和上位監控終端，所述HMI設于電控室的控制柜內，并通過RS485的方式與PLC模塊連接，所述上位監控終端通過通信模塊與PLC模塊連接，所述通信模塊包括GRM無線終端、工業級交換機和無線路由器，所述上位監控終端包括手機移動終端和PC終端。