[发明专利]无线智能油机节能控制设备

说明书

技术领域：

本发明涉及自动控制领域，具体地说是一种油田使用的无线智能油机节能控制 设备。

背景技术：

众所周知，在现代社会中石油起着越来越重要的角色，提取石油的一个重要设 备就是抽油机。抽油机的种类繁多，从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备 和无杆类采油设备，有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类(国内外大量使用 的游梁式抽油机和无游梁式抽油机)和旋转运动类(如电动潜油螺杆泵)；无杆类采 油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类(如水力活塞泵)和气举采油设备。

目前，应用最为广泛的是游梁式竖井抽油机采油系统，我国的油田多为低渗透 的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升 上来，以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成 本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能，抽油设备中以游梁式 抽油机应用最为普遍，数量也最多，一方面，游梁式抽油机运动为反复上下提升， 一个冲程提升一次，其动力来源于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑 块提升时，类似于杠杆的作用，将采油机杆送入井中，当滑块下降时，采油杆提出 带油至井口，由于电机转速一定，在滑块下降过程中，负荷减轻，电机拖动产生的 能量无法被负载吸收，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电机进入再生发电的状态， 将多余的能量反馈到电网引起电网主回路母线电压升高，导致电网质量下降，功率 因数降低，势必会对整个电网产生冲击，面临被电力部门罚款的危险，另外，频繁 的高电压冲击会损坏电机，如果电机没有可靠的保护，很容易损坏造成生产效率降 低，维护量加大，不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大的经济损失；另一 方面，由于游梁式抽油机引入两个较大的钢质滑块，导致抽油机的起动冲击大等诸 多问题，除上述两方面问题外，油田的特殊地理环境决定了采油设备有其自有的运 行特性，在油井开采的前期储油量大，为提高功效可采用工频运行，保证较高的产 油量，在中后期，储油量减少，电机仍然工频运行，会造成不必要的损耗，这时要 适当降低电机的转速，减少冲程，以提高采油量，为解决这一问题，目前只有通过 更换电机的皮带轮来调整，但在开采的中后期皮带轮更换到一定程度，就没有办法 来继续更换了，在油井的中后期，油井的地下渗透能力小于抽油机的的泵排量时(大 多数如此)，能量的浪费现象越来越严重，为了提高抽吸效率，降低单位产量的能耗 指标，最直接的办法是间抽，但是大多数油井是不允许间歇性工作的，如果长时间 停机的话，轻则影响产油量，重则使油井无法再开启，含蜡量高或含盐量高以及油 的粘稠度高，且处于高寒地区的油井，若间歇工作，会造成井口结蜡、结盐、或结 油的后果，使油井无法再启动，对于注水油井，如果停止抽取，势必影响产量，将 是得不偿失的事。

我国油田油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，目 前大多采用人工巡井方式，由人工每日定时检查设备运行情况并记录采油数据，这 种方式必然增加工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准 确性，并且当抽油机、电泵等出现故障时不能及时发现，得不到有效监控、防患和 控制。

为了提高油田管理水平，目前我国正在进行“数字化油田”建设。然而“数 字化油田”的工作基础是信息的数字化，如何将采油工程中最重要的设备——抽油 机的工作状态实现数字化是“数字化油田”的重要内容之一。目前由于这种定性获 取抽油机的工作状态信息模式的限制，不能满足“数字化油田”建设的要求，难以 实现油井信息由模糊化管理向数字化智能化管理的转变。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于油田采油设备的数字 化、智能化管理的无线智能油机节能控制设备。

本发明可以通过如下措施达到：

一种无线智能油机节能控制设备，其特征在于采用网络监控装置控制电动机的 运行状态，由电量传感器采集电机运行时的电流、功率、电量等电参数，经逻辑控 制器处理后由GPRS无线模块、通信服务器进行网络数据传输至数据服务器和计算 机，由无线智能示功仪采集的井底油压、油量等电参数，由GPRS无线模块、通信服 务器进行网络数据传输至数据服务器和计算机，计算机把接收到的各种信号进行分 析得到结论，下发调节控制命令并由GPRS无线模块、通信服务器进行网络数据传输 至逻辑控制器，逻辑控制器经变频器控制电机的运转速度。