[发明专利]智慧型节能抽油机及其自动控制方法

摘要

一种智慧型节能抽油机，包括游梁、驴头、尾梁、支架、底座、主电机、曲柄、连杆、悬绳器、智能控制柜和若干工况传感器，其中，主电机采用低速恒转矩永磁直驱电机，电机轴直接与曲柄连接，曲柄离心端通过连杆与游梁连接，在游梁上设置有外置式精调平衡装置或内置式精调平衡装置，游梁的尾端设置有尾梁平衡装置，在智能控制柜中设有电控单元和远程终端智能单元，远程终端智能单元与电控单元有线连接，远程终端智能单元与各工况传感器无线连接。本发明智能自动化程度高，功率因数高、平衡度调节精准，节能效果好，较传统游梁式抽油机可有效节能40%以上。

主权项

一种智慧型节能抽油机，包括游梁、驴头、尾梁、支架、底座、主电机、曲柄、连杆、悬绳器、智能控制柜和若干工况传感器，工况传感器包括位于悬绳器上的载荷传感器、位于游梁与支架连接处上部的角位移传感器以及分别位于井口上的液位传感器、压力传感器、流量变送器和温湿度传感器， 在游梁的尾端设置有尾梁平衡装置，该装置包括装配在尾梁本体上的尾梁配重箱和驱动该配重箱移动的步进电机，步进电机设置在游梁上，通过万向联轴器与设置在尾梁上的滑动丝杠连接，通过该滑动丝杠带动尾梁配重箱在尾梁上移动；在游梁上设置有外置式精调平衡装置或内置式精调平衡装置，在智能控制柜中设有电控单元和远程终端智能单元，远程终端智能单元与电控单元有线连接，远程终端智能单元与各传感器无线连接，其特征在于：主电机采用低速恒转矩永磁直驱电机，电机轴直接与曲柄连接，曲柄离心端通过连杆与游梁连接，所述电控单元包括变压器、主驱动模块和平衡驱动模块，其中，主驱动模块与抽油机的主电机导线连接，平衡驱动模块分别与尾梁平衡装置和精调平衡装置导线连接，变压器与远程终端智能单元导线连接，所述主驱动模块包括断路器、电力监控模块、接触器和具有相位控制功能的变频器，用于电参数的测量以及实现对电力的输入输出控制；所述平衡驱动模块包括断路器、热过载继电器、正反向接触器和伺服控制器，用于驱动并控制尾梁平衡装置上的步进电机以及游梁上设置的外置式精调平衡装置或内置式精调平衡装置上的伺服电机；所述远程终端智能单元包括通讯模块、数/模混合采集模块、数据运算模块、运行控制模块和显示模块，所述数/模混合采集模块，用于数字量和模拟量的计量数据采集、测量数据采集和设备开关状态采集；所述数据运算模块，包括CPU和存储器，用于负责处理各种信息数据，经运算处理后输出并存储各种临时或永久性数据；所述运行控制模块，用于对开关按钮自动控制和将逻辑指令转化为控制动作，最终实现对抽油机的运行控制；所述显示模块包括显示屏或仪表，用于显示抽油机系统运行情况及各类警告信息；所述通讯模块包括RJ45或RS485或RS232或USB输入输出端口与线缆，以及ZigBee或GPRS无线模块，用于智能控制柜内各单元及模块之间通讯连接、数据信息传输以及与各工况传感器无线通讯连接和外部互联通讯。