用于抽油机的控制电路.pdf

本实用新型提供了一种用于抽油机的控制电路，包括：测控装置、变频器、电压互感器、电流互感器和电动机，其中，变频器通过通信总线与测控装置相连接；电动机连接在变频器的输出端与抽油机之间；电压互感器连接在测控装置与变频器的输出端之间；电流互感器连接在测控装置与变频器的输出端之间。本实用新型在控制电路中采用变频器，在起动的初始阶段通过调节转速信号使变频器输出的频率较低，使电动机输出较大的初始起动转矩，根据检测到的电动机转速及电流信号，逐步加大控制信号的输出，从而实现电动机的“软起动”，克服了现有技术中由于采用功率大于抽油机正常工作所要求的功率的电动机，导致其空载能量消耗较高的问题。

1.  一种用于抽油机的控制电路，其特征在于，包括：测控装置、变频器、电压互感器、电流互感器和电动机，其中
所述变频器通过通信总线与所述测控装置相连接；
所述异步电动机连接在所述变频器的输出端与所述抽油机之间；
所述电压互感器连接在所述测控装置与所述变频器的输出端之间；
所述电流互感器连接在所述测控装置与所述变频器的输出端之间。

2.  根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述变频器采用恒压频比控制方式。

3.  根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述测控装置与所述抽油机相连接。

4.  根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述通信总线是RS232总线。

5.  根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电动机是异步电动机。

用于抽油机的控制电路
技术领域
本实用新型涉及油气领域，具体而言，涉及一种用于抽油机的控制电路。
背景技术
在采油成本中，抽油机电费占30％左右，年耗电量占油田总耗电量的20％-30％，为油田电耗的第二位，仅次于注水。
由于抽油机机本身的结构特征，存在载荷波动现象，尤其是在平衡效果差时，曲柄净扭矩脉动大，甚至存在负扭矩、载荷率低、工作效率低和能耗大等缺点。
抽油机效率低的主要原因是动力机与工作机不匹配，不含动力装置的抽油机主体，其本身传动效率一般为81.4％--88.5％；和它配套的通用电动机的效率也可达到91％--92.5％，但当把两者配套实际使用时效率却很低，究其本质原因，抽油机带有周期性交变载荷，而通用电机是按恒定负荷设计制造的，两者的工作特性不匹配从而造成了效率低下。同时由于抽油机起动时所要求的起动力矩较大，为了使抽油机能够正常起动，通常与之配套的电动机的功率都远远大于抽油机正常工作所要求的功率，这样造成了所谓“大马拉小车”的现象。
在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中由于采用功率大于抽油机正常工作所要求的功率的电动机，导致其空载能量消耗较高。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种用于抽油机的控制电路，能够解决现有技术中由于采用功率大于抽油机正常工作所要求的功率的电动机，导致其空载能量消耗较高的问题。
在本实用新型的实施例中，提供了一种用于抽油机的控制电路，包括：测控装置、变频器、电压互感器、电流互感器和电动机，其中，变频器通过通信总线与测控装置相连接；电动机连接在变频器的输出端与抽油机之间；电压互感器连接在测控装置与变频器的输出端之间；电流互感器连接在测控装置与变频器的输出端之间。
优选地，上述变频器采用恒压频比控制方式。
优选地，测控装置与抽油机相连接。
优选地，上述通信总线是RS232总线。
优选地，上述电动机是异步电动机。
上述实施例在控制电路中采用变频器，在起动的初始阶段通过调节转速信号使变频器输出的频率较低，使电动机输出较大的初始起动转矩，根据检测到的电动机转速及电流信号，逐步加大控制信号的输出，从而实现电动机的“软起动”，克服了现有技术中由于采用功率大于抽油机正常工作所要求的功率的电动机，导致其空载能量消耗较高的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于抽油机的控制电路示意图；
图2示出了根据本实用新型的一个优选实施例的用于抽油机的控制电路示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于抽油机的控制电路示意图，包括：测控装置1、变频器2、电压互感器5、电流互感器6和电动机3，其中
变频器2通过通信总线与测控装置1相连接；
电动机3连接在变频器2的输出端与抽油机4之间；
电压互感器5连接在测控装置1与变频器2的输出端之间；
电流互感器6连接在测控装置1与变频器2的输出端之间。
上述实施例在控制电路中采用变频器，在起动的初始阶段通过调节转速信号使变频器输出的频率较低，使电动机输出较大的初始起动转矩，根据检测到的电动机转速及电流信号，逐步加大控制信号的输出，从而实现电动机的“软起动”，克服了现有技术中由于采用功率大于抽油机正常工作所要求的功率的电动机，导致其空载能量消耗较高的问题。
同时，由于实现了真正的“软起动”，解决了“大马拉小车”的问题，而且对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，大大延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。
优选地，上述变频器2采用恒压频比控制方式，在抽油机启动过程中，测控装置输出转速控制信号(其控制信号为0至10V的电压信号)，在起动的初始阶段通过调节转速信号使变频器输出的频率较低，使电动机输出较大的初始起动转矩，根据检测到的电动机转速及电流信号，逐步加大控制信号的输出，从而实现电动机的“软起动”。
图2示出了根据本实用新型的一个优选实施例的用于抽油机的控制电路示意图，如图2所示，测控装置1与所述抽油机4相连接，通过利用抽油机驴头上下死点时间的检测，可以得到抽油机冲程的频次。抽油机起动后要求达到一个规定的冲程频次，这里所要求的冲程频次是由采油工艺的技术人员根据油井的综合情况而规定的，检测到的抽油机实际的冲程频次作为反馈变量与设定的冲程频次进行比较，根据一定的控制算法对变频器进行控制，从而控制电机的转速，并进而达到控制抽油机冲程频次的目的。
另外，通过将示功图及相关的重要数据实时的传输至监控中心，这些数据经采油工艺技术人员分析后，如果决定要对设定的冲程频次进行修正，可将修正后的值传输至井口测控中心，由井口测控装置对抽油机的冲程频次进行调整。
优选地，通信总线是RS232总线，由于测控装置与变频器属于本地设备之间的通信，采用RS232总线较适合本实施例。
优选地，上述电动机3是异步电动机，其运行性能较好，成本较低，较适合本实施例。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
1)由于实现了真正的“软起动”，解决了“大马拉小车”的问题，而且对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。
2)提高了功率因数(可由原来的0.25～0.5提高到0.9以上)，减小了供电电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支。
3)可根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度，一方面达到节能目的，同时还可以增加原油产量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。