專利名稱：一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
石油是世界上主要能源，我們生活中使用的塑料制品95%以上是石油衍生品，交通工具幾乎全部使用石油提煉出來的各種燃料，石油已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的原材料。石油開采過程中，為增加產(chǎn)能，抽油機(jī)抽取容量設(shè)計(jì)均是以油井開始出油量(油井富油狀態(tài)下)為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，隨著開采時(shí)間的增加，油井地質(zhì)參數(shù)隨之變化，油井出油量呈遞減態(tài)勢(shì)，抽油井處于空載狀態(tài)逐漸增多，造成抽油機(jī)無效工作時(shí)間增加，同時(shí)由于抽油機(jī)的配重鐵很重，有油和沒油消耗同樣的動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)在無油可抽的情形下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，耗費(fèi)了大量的電能，并增加了機(jī)械設(shè)備的損耗維修度，采油成本增高，而我國(guó)電力在現(xiàn)階段非常緊張，很多地方實(shí)行拉閘限電，影響了正常生產(chǎn)，節(jié)能成為各大油田可持續(xù)發(fā)展的重要問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種在不降低原油產(chǎn)量的情況下，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)在油井有油工作，無油停止，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)高功效的采油方式的智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于包括CPU智能處理單元、高靈敏度噪聲傳感器、顯示和輸入單元、抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元、保護(hù)單元、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)、旁路開關(guān)單元、語音告警單元，CPU智能處理單元與顯示和輸入單元、高靈敏度噪聲傳感器、語音告警單元連接，CPU智能處理單元的一路依次與抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)連接，另一路依次與保護(hù)單元、旁路開關(guān)、電動(dòng)機(jī)連接。上述的顯示和輸入單元采用IXD液晶屏和按鍵。上述的高靈敏度噪聲傳感器設(shè)置在出油管道上。上述的CPU智能處理單元連接有溫度傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在不降低原油產(chǎn)量的情況下，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)在油井有油工作，無油停止，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)高功效的采油方式。

圖1為本實(shí)用新型的連接框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。[0014]參見圖1、2，本實(shí)用新型包括CPU智能處理單元1、高靈敏度噪聲傳感器9、顯示和輸入單元8、抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元3、保護(hù)單元6、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)4、旁路開關(guān)單元7、語音告警單元2，CPU智能處理單元1與顯示和輸入單元8、高靈敏度噪聲傳感器9、語音告警單元 2連接，CPU智能處理單元1的一路依次與抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元3、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)4、電動(dòng)機(jī)5連接，另一路依次與保護(hù)單元6、旁路開關(guān)、電動(dòng)機(jī)5連接。上述的顯示和輸入單元8采用IXD液晶屏和按鍵。上述的高靈敏度噪聲9傳感器設(shè)置在出油管道上。上述的CPU智能處理單元1連接有溫度傳感器10。高靈敏度傳感器安裝在出油管道上，對(duì)油井出油狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將所偵測(cè)到的噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息送入CPU智能處理單元1進(jìn)行分析處理。如果將該設(shè)備看作一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的抽油工人，高靈敏度傳感器相當(dāng)于抽油工人人眼，CPU智能處理單元1對(duì)高靈敏度傳感器送來的噪聲信號(hào)進(jìn)行頻譜分析、處理、存儲(chǔ)等操作，并根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、刮風(fēng)、下雨、汽車、人聲、出油等在傳感器上已接收到的信號(hào)頻譜的不同，從而判斷出油管是否出油、出油大小及時(shí)間長(zhǎng)短等信息，CPU智能處理單元1根據(jù)這一信息，通過一系列復(fù)雜模糊運(yùn)算及邏輯推理，不斷調(diào)整抽油機(jī)啟停間歇時(shí)間，從而找到一個(gè)最佳啟動(dòng)時(shí)間，且這一時(shí)間可根據(jù)不同油井或不同時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，使油井達(dá)到供抽平衡，從而實(shí)現(xiàn)在不減產(chǎn)的前提下，最大限度地減少抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)降低電能消耗、 減少抽油機(jī)機(jī)械磨損的目的，CPU智能處理單元1包含有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫含有各種判定狀態(tài)所需要的數(shù)據(jù)，能夠預(yù)測(cè)該油井什么時(shí)間出油，能出多長(zhǎng)時(shí)間，什么時(shí)候停機(jī)、開機(jī)采油量最大。溫度傳感器10用于監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，當(dāng)溫度低于零度時(shí)，為防止出油管結(jié)冰，抽油機(jī)不停機(jī)。LCD液晶屏用以顯示抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元3的工作狀態(tài)、預(yù)設(shè)值、操作方式等信息，以便操作人員隨時(shí)了解設(shè)備工作狀況。按鍵用以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的設(shè)置。抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元3接收CPU智能處理單元1發(fā)來的開/關(guān)機(jī)指令，在過零點(diǎn)安全可靠地給執(zhí)行機(jī)構(gòu)加電/斷電。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元3的輸出，加電/斷電，使電機(jī)運(yùn)行/停止。語音告警單元2是為了防止抽油機(jī)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)其附近人員造成傷害，在抽油機(jī)每次啟動(dòng)前發(fā)出告警，提醒周圍人員離開。保護(hù)單元6可實(shí)現(xiàn)過流、缺相保護(hù)。旁路開關(guān)是應(yīng)急備用開關(guān)，在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障期間，為了不影響抽油機(jī)正常工作，可使用該開關(guān)直接啟/停抽油機(jī)。本實(shí)用新型具有全自動(dòng)工作模式、半自動(dòng)工作模式、全手動(dòng)工作模式、旁路開關(guān)工作模式等可供工作人員根據(jù)需要自行選擇，各種工作模式可通過以下方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(一)全自動(dòng)工作模式全自動(dòng)工作模式是該節(jié)能控制器的最主要工作模式，在該模式下節(jié)電效果最佳， 且無需人為干預(yù)，當(dāng)設(shè)備處于該工作模式時(shí)，控制器對(duì)來自探頭的采集信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行分析和處理，并根據(jù)探頭監(jiān)測(cè)到的當(dāng)前及歷史出油情況自動(dòng)調(diào)整抽油機(jī)的啟動(dòng)與停止時(shí)間，使啟停周期逼近于有油啟動(dòng)、無油停機(jī)的最佳狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)在不減產(chǎn)的前提下，達(dá)到最佳的節(jié)電效果，整個(gè)工作過程無需人工干預(yù)。為防止冬天因停機(jī)而引起輸油管線結(jié)冰堵塞，該控制器裝有溫度傳感器10，當(dāng)環(huán)境溫度低于零度時(shí)，控制器將不再停機(jī)而連續(xù)工作，為了防止抽油機(jī)突然啟動(dòng)而傷及旁人， 在每次啟動(dòng)前進(jìn)行一分鐘告警，包括警號(hào)、語音提示三次，以便進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員及時(shí)撤離， 保證人身安全。在該模式狀況下運(yùn)行時(shí)，如果遇到突然斷電、重新來電的狀況，設(shè)備加電后自動(dòng)恢復(fù)到斷電前的工作模式(全自動(dòng)工作模式)，及工作狀態(tài)(“自開”或“自關(guān)”)。(二)半自動(dòng)工作模式半自動(dòng)工作模式是一種人工干預(yù)的自動(dòng)模式，該模式的優(yōu)點(diǎn)是，節(jié)電效率高，而且安全可靠。缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)必須人為干預(yù)，在該模式下，控制器對(duì)探頭所采集的出油情況進(jìn)行分析、處理并根據(jù)探頭信號(hào)當(dāng)前及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而不斷自動(dòng)調(diào)整抽油機(jī)啟動(dòng)提示時(shí)間及停止時(shí)間。(三)全手動(dòng)開機(jī)模式全手動(dòng)開機(jī)模式是一種人為手動(dòng)的開機(jī)模式，該模式必須人工操作，手動(dòng)開機(jī)/ 手動(dòng)停機(jī)，節(jié)電率由人為管理決定。在該模式狀況下運(yùn)行時(shí)，如果遇到突然斷電、重新來電的狀況，設(shè)備啟動(dòng)后默認(rèn)處于“強(qiáng)關(guān)”狀態(tài)，抽油機(jī)停止運(yùn)行，等待人為操作啟動(dòng)抽油機(jī)。(四)旁路開機(jī)模式該模式是一種應(yīng)急備用開機(jī)模式，是通過手動(dòng)空開直接給抽油機(jī)加電或斷電，當(dāng)控制器發(fā)生故障時(shí)，可用手動(dòng)空開直接啟停抽油機(jī)。
權(quán)利要求1.一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于包括CPU智能處理單元(1)、高靈敏度噪聲傳感器(9)、顯示和輸入單元(8)、抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元(3)、保護(hù)單元(6)、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)(4)、旁路開關(guān)單元(7)、語音告警單元(2)，CPU智能處理單元(1)與顯示和輸入單元 (8)、高靈敏度噪聲傳感器(9)、語音告警單元(2)連接，CPU智能處理單元(1)的一路依次與抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元(3)、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)(4)、電動(dòng)機(jī)(5)連接，另一路依次與保護(hù)單元 (6)、旁路開關(guān)、電動(dòng)機(jī)(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于所述的顯示和輸入單元(8)采用IXD液晶屏和按鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于所述的CPU 智能處理單元(1)連接有溫度傳感器(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能型抽油機(jī)節(jié)能控制器。電動(dòng)機(jī)在無油可抽的情形下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，耗費(fèi)了大量的電能，并增加了機(jī)械設(shè)備的損耗維修度，采油成本增高。本實(shí)用新型包括CPU智能處理單元、高靈敏度噪聲傳感器、顯示和輸入單元、抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元、保護(hù)單元、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)、旁路開關(guān)單元、語音告警單元，CPU智能處理單元與顯示和輸入單元、高靈敏度噪聲傳感器、語音告警單元連接，CPU智能處理單元的一路依次與抽油機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)單元、電機(jī)啟停機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)連接，另一路依次與保護(hù)單元、旁路開關(guān)、電動(dòng)機(jī)連接。本實(shí)用新型在不降低原油產(chǎn)量的情況下，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)在油井有油工作，無油停止，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)高功效的采油方式。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202120054SQ20112010037
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者康曉玲, 張興科, 王鐵英 申請(qǐng)人:西安航天恒星科技實(shí)業(yè)(集團(tuán))公司