專利名稱：抽油機新型供電控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機電一體化系統，特別是供電控制系統。
背景技術：
目前我國各油田采油用最廣泛的是游梁式抽油機，它們的電控系統采用方法種類繁多，現節能電控裝置應用主要有星/三角轉換控制控制簡單，投資省，對負載率在30％以下油井有明顯節能效果，但在使用上有局限性。間抽控制器低產油田抽油機上采用節能效果明顯，能實現定時控制抽油。可控硅軟起動調壓控制節能效益與投資不成正比，對電網及電機均有影響，其節省的只是電動機自身損耗的一部分。高轉差電機拖動控制節能效果明顯，一般在8％～15％左右，J并有軟的機械特征，是目前油田采用較多的電氣拖動方式，不能根據油田地下液量情況，方便調整采油系數。
油田在采油過程中，抽油機工作采用電機帶動減速機，減速機帶動兩端曲柄，曲柄裝有配重曲柄帶動連桿，連桿推動游梁，游梁上裝有驢頭，驢頭連接井下抽油泵。做往復運動，完成抽油過程。從工藝或某些特定條件的需要出發，要調整沖次，目前均采用較笨重的方法，由專業人員到現場拆換皮帶輪尺寸方法來實現，整個過程需停機進行，執行該任務時費事，費時，勞動強度大，影響產量。啟動時機械沖擊大，減少設備壽命，生產效率低，功率因數低，電器配置容量大，容量大，智能程度低，操作維護困難，浪費能源。
發明內容
本實用新型的目的是克服上述不足問題，提供一種抽油機新型供電控制系統，節約能源、操作簡便、減輕工人的勞動強度、增加產量、提高抽油機的智能化水平。
本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是抽油機新型供電控制系統，包括電源和變頻器，控制器單片機連接變頻器，變頻器接通電機，電機外部設有上下位置傳感器，傳感器接通控制器單片機。
所述變頻器內設有制動電路、回饋電路、無線電干擾、濾波器、線路電抗器和防雷擊裝置。
所述供電控制系統為叢式井抽油機供電系統，每一抽油機與一新型供電系統電機連通，三組新型供電系統并聯，變頻器經共用供電直流母線連接電機。
本實用新型采用新型供電控制系統，由于采用變頻調速技術，通過上、下死點位置傳感器控制變頻調速器上、下沖程輸出不同頻率的電源，從而使電動機上、下沖程轉速不同，可無級調節抽油機上、下沖程速比，還可以根據實際需要分別地調整每一沖程下行程的速度，可以提高原油在泵的充滿度；而適當提高上行程的速度，則可以減少在提升過程中的漏失系數，有效地提高單位時間內的原油產量，根據油井的實際供液能力，動態調整抽取速度。針對抽油機載荷的特殊性和野外工作特點，把制動電路，回饋電路，無線電干擾，濾波器，線路電抗器和防雷擊裝置集成到變頻器中，增強整機的可靠性，內置專用運動控制程序，可根據油井實際情況設置油井工作參數和工作方式，經過運算處理自行調整油井工作，改變抽油井的沖程、沖次，達到上、下沖程間的平穩過度，控制系統可根據井下供液情況，自動調整抽油井工作制度。實現了真正的軟啟動，對電機、對變速箱、抽油機都避免了過大的機械沖擊，延長設備使用壽命，減少了停產時間，提高生產效率，提高功率因數，減少了供電電流，減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線損，挖掘出大量的“擴容”潛力。
采用共用直流母線，將其直流母線聯結在一起，利用各變頻器的回饋能量不可能同時發生的原理，將某一臺變頻器的回饋能量，作為其它變頻器的動力，節約能量防止泵升電壓產生，共用直流母線可以大大減少制動單元的重復配置，結構簡單，經濟可靠，由于各變頻器直流環節并聯電容器的儲能容量較大，故各變頻器直流中間環節的直流電壓恒定，各電機工作在不同狀態下，能量回饋互補，優化了系統的動態特征，并使系統具有較高的節能效果。達到節約電能的目的，使其更具有環保意義。
采用本實用新型后功率因數由0.3～0.5上升到0.9以上，減少了無功損耗，減輕電網及變壓器負擔。通用性強，能滿足不同油井多種工藝要求，具有過壓，欠壓，過載，短路，缺相，漏電及失速等多項保護功能，更精確可靠地保護電動機。共用直流母線回饋能量，能量回饋互補，優化了系統的動態特征，使系統具有較高的節能效果，達到了節約電能的目的，節電30％～50％，使其更具有環保意義，操作簡單方便，所有參數調節易于掌握。
圖1為本實用新型原理框圖。
圖2為三個井位叢式井控制系統框圖。
圖3為三個井位叢式井控制系統電路圖。
圖4為三個井位叢式井進場供電示意圖。
圖5為四個井位叢式井控制系統框圖。
圖6為四個井位叢式井控制系統電路圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示的抽油機新型供電控制系統，包括電源5和變頻器2，變頻器內集成有制動電路、回饋電路、無線電干擾、濾波器、線路電抗器和防雷擊裝置，控制器單片機1連接變頻器，變頻器接通電機3，電機外部設有上下位置傳感器4，傳感器接通控制器單片機。
實施例2如圖2所示的三個井位叢式井控制系統，三個井位安裝三臺游梁式八型抽油機6，每臺抽油機配置22KW.380V.8極電機3一臺，供電控制系統為三個井位叢式井抽油機供電系統8，每一抽油機與上述新型供電系統電機連接，三個供電系統并聯，變頻器經共用供電直流母線7連接電機，電源控制柜9接通電源供電。具體電路見附圖3，包括交流電源、整流橋、直流母線，供電回路及若干個變頻器，電動機需要的能量是以直流方式通過PWM變頻器輸出。由于抽油機屬位能負載，尤其當配重不平衡時，在抽油機工作的一個沖程周期中，會出現電動機再生工作狀態(發電狀態)電動機由于位能慣性其轉速會超過同步速度，再生能量通過與變頻器逆變橋功率開關器件，并聯的續流二級管整流作用反饋到直流母線。沖次每分鐘2.4.6.10.12.14.可任意設定，每次往復上、下行程速度可分別設定，三臺抽油機采用公用母線回饋電能，節電率可達30％以上，因采用上、下行分別控制，提高產液量，增加產量，因沖次可任意設定，減輕了工人調換皮帶輪的工作，從而減輕勞動強度，減少停機時間，抽油機有完善的保護功能，智能化程度高。
權利要求1.抽油機新型供電控制系統，包括電源和電機，其特征是控制器單片機(1)連接變頻器(2)，變頻器接通電機(3)，電機外部設有上下位置傳感器(4)，傳感器接通控制器單片機。
2.根據權利要求1所述的抽油機新型供電控制系統，其特征是變頻器(2)內設有制動電路、回饋電路、無線電干擾、濾波器、線路電抗器和防雷擊裝置。
3.根據權利要求1或2所述的抽油機新型供電控制系統，其特征是供電控制系統為叢式井抽油機供電系統，每一抽油機(6)與一新型供電系統電機連通，三組新型供電系統并聯，變頻器經共用供電直流母線(7)連接電機。
專利摘要本實用新型涉及機電一體化系統，抽油機新型供電控制系統，包括電源和變頻器，控制器單片機連接變頻器，變頻器接通電機，電機外部設有上下位置傳感器，傳感器接通控制器單片機。本實用新型采用變頻調速技術，通過上、下死點位置傳感器控制變頻調速器上、下沖程輸出不同頻率的電源，從而使電動機上、下沖程轉速不同，可無級調節抽油機上、下沖程速比，根據井下供液情況，自動調整抽油井工作制度。實現了真正的軟啟動，延長設備使用壽命，減少停產時間，提高生產效率，提高功率因數，減少供電電流，減輕電網及變壓器的負擔，降低線損，挖掘出大量的“擴容”潛力。
文檔編號H02P27/04GK2872736SQ20062008925
公開日2007年2月21日 申請日期2006年2月11日 優先權日2006年2月11日
發明者欒宗寶 申請人:大連諾亞電氣有限公司