專利名稱：叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及采油叢式井組的抽油 機(jī)集中控制，是一種抽油機(jī)集中控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，低產(chǎn)油田的叢式井組有4 20臺(tái)抽油機(jī)在同時(shí)運(yùn)行過程中，存
在以下幾方面問題
(1) 叢式井組供電電源質(zhì)量差，電壓波動(dòng)大，在320V-480V之間。
(2) 抽油機(jī)電機(jī)功率因數(shù)很低，平均只有0.3左右。
(3) 抽油機(jī)的上、下沖程運(yùn)行速度無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)參。
(4) 抽油機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)，會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流和扭矩。對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定 沖擊，降低了設(shè)備的使用壽命，增加了變壓器和電網(wǎng)的供電負(fù)荷。
(5) 叢式井組抽油機(jī)單獨(dú)控制不利于集中操作。
(6) 在抽油機(jī)載荷不平衡的情況下，下沖程時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，電機(jī)作 負(fù)功，這些電能無(wú)法被利用，造成浪費(fèi)。
一些油田為低滲油田，大部分井存在油井供液不足、間歇出油，產(chǎn) 量低的現(xiàn)狀，抽油機(jī)出現(xiàn)空抽，沖程、沖次與生產(chǎn)能力不匹配的情況， 形成大馬拉小車的運(yùn)行工況，電機(jī)功率因數(shù)較低；以及在抽油機(jī)不平 衡的情況下，下沖程運(yùn)行時(shí)所發(fā)電能不能回饋電網(wǎng)，再應(yīng)用等。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，能 實(shí)現(xiàn)叢式井組抽油機(jī)集中控制，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償，電機(jī)功因 數(shù)達(dá)到COS# >0.95;能量回饋；隨意調(diào)節(jié)沖次、沖程。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，主要由總電源開關(guān)、交流電抗器、抽油機(jī)開關(guān)、工頻交流接觸器、無(wú)極 變頻調(diào)參控制器、無(wú)感制動(dòng)電阻、直流電抗器、變頻交流接觸器和抽 油機(jī)電機(jī)組成；其特征在于三相總電源開關(guān)與交流電抗器串聯(lián)，為 多個(gè)抽油機(jī)電機(jī)提供電力。在交流電抗器后的三相供電電線上并聯(lián)有 2 15臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)。在抽油機(jī)電機(jī)與三相供電電線之間有無(wú)極變頻調(diào) 參控制器、無(wú)感制動(dòng)電阻和直流電抗器，其連接結(jié)構(gòu)是抽油機(jī)開關(guān) 與三相供電電線連接，抽油機(jī)開關(guān)下串聯(lián)無(wú)極變頻調(diào)參控制器，無(wú)極 變頻調(diào)參控制器下串聯(lián)變頻交流接觸器和抽油機(jī)電機(jī)。工頻交流接觸 器4與無(wú)極變頻調(diào)參控制器、變頻交流接觸器并聯(lián)在一起。無(wú)極變頻 調(diào)參控制器上串接有無(wú)感制動(dòng)電阻和直流電抗器。多臺(tái)無(wú)極變頻調(diào)參 控制器通過直流母線并聯(lián)在一起。
多臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)的無(wú)極變頻調(diào)參控制器共用一臺(tái)整流器，由直流母 線并聯(lián)在一起。在抽油機(jī)載荷下沖程時(shí)所發(fā)電能貯存在變頻器電容
(9000uF)中，以供給其它抽油機(jī)使用。直流母線的作用是把處于發(fā)
電狀態(tài)井回饋的電能提供給其它正在耗能的油井，同時(shí)還起到單井切 除的自動(dòng)隔離作用，單機(jī)充電完成并入的作用。
無(wú)極變頻調(diào)參功能主要由傳感器、無(wú)極變頻調(diào)參控制器完成，它是 通過安裝在抽油機(jī)游梁下的傳感器(無(wú)感制動(dòng)電阻和直流電抗器)把 信號(hào)返回到無(wú)極變頻調(diào)參控制器，通過無(wú)極變頻調(diào)參控制器內(nèi)部電路
的自動(dòng)轉(zhuǎn)換處理，能實(shí)現(xiàn)控制抽油機(jī)上沖程快，降低了泵的漏失；下 沖程慢，提高了泵的充滿度，從而提高泵效。
無(wú)極變頻調(diào)參控制器的作用是調(diào)壓，調(diào)頻，調(diào)速，過流，過壓，欠 壓，缺相，短路，過熱，過載，制動(dòng)等保護(hù)。軟起動(dòng)，濾波和各種狀
^^ii]i觀lj 。
本實(shí)用新型的有益效果叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，采用一個(gè) 柜體，內(nèi)裝多臺(tái)全矢量控制型無(wú)極變頻調(diào)參控制器，組成一個(gè)可分別控制多臺(tái)抽油機(jī)的起動(dòng)、停止、無(wú)級(jí)調(diào)參系統(tǒng)，可替代原有井場(chǎng)多臺(tái) 抽油機(jī)配電控制箱。其中，本實(shí)用新型叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置:
(1) 直流母線，在抽油機(jī)載荷不平衡的情況下，下沖程時(shí)所發(fā)電能 經(jīng)無(wú)極變頻調(diào)參控制器電容儲(chǔ)存，供其它抽油機(jī)上沖程時(shí)使用，這樣 再生電能得到了有效的回收和利用。抽油機(jī)平衡越好，下沖程所發(fā)電 能越小， 一般在5°/。一30%。
(2) 動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度，能根據(jù)油井的實(shí)際供液能力，動(dòng)態(tài)調(diào)整抽 汲速度，最大程度的達(dá)到節(jié)能目的。能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償，電機(jī) 功因數(shù)達(dá)到cos # >0. 95。


附圖是本實(shí)用新型叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l.總電源開關(guān)、2.交流電抗器、3.抽油機(jī)開關(guān)、4.工頻交
流接觸器、5.無(wú)極變頻調(diào)參控制器、6.無(wú)感制動(dòng)電阻、7.直流電抗器、
8.變頻交流接觸器、9.抽油機(jī)電機(jī)組成具體實(shí)施方式
以王窯作業(yè)區(qū)的王1-33、王96-26和王101-21三個(gè)井組共計(jì)14 口井為例，對(duì)本實(shí)用新型叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置采用的部件型號(hào)是總電源開關(guān)l :
EA103C100A、交流電抗器2: HKSG2-50/0. 8-2 、抽油機(jī)開關(guān)3: BM3RSB-016、工頻交流接觸器4: SC-E1P、無(wú)極變頻調(diào)參控制器5: VFD075B43A、無(wú)感制動(dòng)電阻6: 1000W75歐、直流電抗器7: DCL-7. 5、 變頻交流接觸器8: SC-E1P、抽油機(jī)電機(jī)9: CJT-5A 。
參閱圖1。叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，三相總電源開關(guān)1與交 流電抗器2串聯(lián)。在交流電抗器2后的三相供電電線上并聯(lián)有14臺(tái)抽 油機(jī)電機(jī)9。在抽油機(jī)電機(jī)9與三相供電電線之間有無(wú)極變頻調(diào)參控制 器5、無(wú)感制動(dòng)電阻6和直流電抗器7，其連接結(jié)構(gòu)是抽油機(jī)開關(guān)3
5與三相供電電線連接，抽油機(jī)開關(guān)3下串聯(lián)無(wú)極變頻調(diào)參控制器5，無(wú) 極變頻調(diào)參控制器5下串聯(lián)變頻交流接觸器8和抽油機(jī)電機(jī)9。工頻交 流接觸器4與無(wú)極變頻調(diào)參控制器5、變頻交流接觸器8并聯(lián)在一起。 無(wú)極變頻調(diào)參控制器5上串接有無(wú)感制動(dòng)電阻6和直流電抗器7。 14 臺(tái)無(wú)極變頻調(diào)參控制器5通過一條直流母線并聯(lián)在一起。
在王窯作業(yè)區(qū)的王1-33，王96-26，王101-21三個(gè)井組共計(jì)14 口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、測(cè)試、分析研究，證明該裝置節(jié) 能效果明顯，效益顯著。通過長(zhǎng)慶油田節(jié)能監(jiān)測(cè)站對(duì)該裝置測(cè)試和評(píng) 價(jià)，功率因數(shù)可從0.3提高到0.95以上，綜合節(jié)電率達(dá)到30%以上。 該油田低產(chǎn)叢式井主要技術(shù)參數(shù)如下
適用電機(jī)功率(kW): llkW以下
額定輸出電流(A): 18
最大輸出電壓三相380V
輸入電源三相380V士10Q/。 50HZ±5%
沖次調(diào)整范圍l一20次/分鐘
沖次調(diào)整時(shí)間2 — 30秒/次
制動(dòng)性能內(nèi)置制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，制動(dòng)力矩約30% 保護(hù)功能過電壓、過電流、過負(fù)載、過熱、故障提示 過負(fù)載能力額定輸出電流的150% l分鐘 冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷 使用條件環(huán)境溫度-30 — 55'C;
相對(duì)溫度(+40。C)《85%無(wú)結(jié)露；
無(wú)腐蝕性氣、液體、金屬粉末
控制方式全閉環(huán)自動(dòng)控制
輸出頻率0 — 400HZ
權(quán)利要求1、一種叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，主要由總電源開關(guān)(1)、交流電抗器(2)、抽油機(jī)開關(guān)(3)、工頻交流接觸器(4)、無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)、無(wú)感制動(dòng)電阻(6)、直流電抗器(7)、變頻交流接觸器(8)和抽油機(jī)電機(jī)(9)組成；其特征在于三相總電源開關(guān)(1)與交流電抗器(2)串聯(lián)，在交流電抗器(2)后的三相供電電線上并聯(lián)有2～15臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)(9)，在抽油機(jī)電機(jī)(9)與三相供電電線之間有無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)、無(wú)感制動(dòng)電阻(6)和直流電抗器(7)，其連接結(jié)構(gòu)是抽油機(jī)開關(guān)(3)與三相供電電線連接，抽油機(jī)開關(guān)(3)下串聯(lián)無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)，無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)下串聯(lián)變頻交流接觸器(8)和抽油機(jī)電機(jī)(9)，工頻交流接觸器(4)與無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)、變頻交流接觸器(8)并聯(lián)在一起，無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)上串接有無(wú)感制動(dòng)電阻(6)和直流電抗器(7)，多臺(tái)無(wú)極變頻調(diào)參控制器(5)通過直流母線并聯(lián)在一起。
專利摘要叢式井組抽油機(jī)集中控制裝置，應(yīng)用于油田采油叢式井組的抽油機(jī)集中控制。特征是三相總電源開關(guān)與交流電抗器串聯(lián)。在交流電抗器后的三相供電電線上并聯(lián)有2～15臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)。在抽油機(jī)電機(jī)與三相供電電線之間有無(wú)級(jí)變頻調(diào)參控制器、無(wú)感制動(dòng)電阻和直流電抗器，工頻交流接觸器與無(wú)級(jí)變頻調(diào)參控制器、變頻交流接觸器并聯(lián)在一起。無(wú)級(jí)變頻調(diào)參控制器上串接有無(wú)感制動(dòng)電阻和直流電抗器。多臺(tái)無(wú)級(jí)變頻調(diào)參控制器并聯(lián)在一起。效果是在抽油機(jī)載荷不平衡的情況下，下沖程時(shí)所發(fā)電能經(jīng)無(wú)級(jí)變頻調(diào)參控制器電容儲(chǔ)存，供其它抽油機(jī)上沖程時(shí)使用，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償，電機(jī)功率因數(shù)達(dá)到cos∮＞0.95。
文檔編號(hào)E21B44/00GK201391307SQ200920107438
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者劉一山, 常振武, 張曉玲, 徐梅贊, 曾亞勤, 楊會(huì)豐, 王林平, 郭占春, 魏立軍, 娟 黃 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司