一種用于采油船的新型抽油機智能控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于采油船的新型抽油機智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國海上油井的種類比較復(fù)雜，且其分布區(qū)域相當(dāng)廣泛，這對我國采用采油船進(jìn)行航海采油的工作提出了很高的技術(shù)要求。然而我國作為一個少油的大國，石油相當(dāng)依賴進(jìn)口，伴隨著油田的過度開發(fā)，現(xiàn)有的海上油井大多變?yōu)樨氂途?，產(chǎn)油量逐次下降，這樣，用于采油船上的抽油機的高效能運作就顯得尤為重要。
[0003]而傳統(tǒng)的海上用的抽油機因其結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、投資少等優(yōu)點在各大海上油井得到了廣泛的使用。但隨著海上油井開發(fā)的不斷深入，海上油井產(chǎn)量下降，而用于采油船上的抽油機的抽油能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油井出油能力，很多情況下都是空抽，這樣，使得油泵的充滿率降低，泵工作效率降低，耗電量大，抽油桿疲勞破壞，抽油泵壽命縮短，增加了采油船的采油成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種用于采油船的新型抽油機智能控制器，它與抽油機電機變頻器配套使用，其作用是對抽油機進(jìn)行集中控制和自動化管理，可對抽油機的工作狀態(tài)及數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字采集、監(jiān)控，并且可以通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至上位管理系統(tǒng)進(jìn)行集中控制與管理。RTU結(jié)合通過采集傳感器信號并判斷抽油機工作狀況，自動控制配重平衡、抽油機沖次，以達(dá)到智能控制抽油機的目的，使抽油機始終處于最優(yōu)工作狀態(tài)，并通過語音報警通知工作人員抽油機工作狀態(tài)，保證了生產(chǎn)的安全。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種用于采油船的新型抽油機智能控制器，包括控制主板，與該控制主板通過并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘@示按鍵面板，用于調(diào)理系統(tǒng)輸入輸出信號的信號調(diào)理單元，以及為所述控制主板提供電源的電源系統(tǒng)；其中，所述控制主板還包括:傳感器檢測單元，其輸出端與RTU控制單元連接，用于采集載荷信號、電流信號和位移信號；RTU控制單元，其輸入端與所述傳感器檢測單元連接，輸出端分別通過工頻控制單元和變頻控制單元與抽油機主電機連接，用于控制變頻器的啟動、停止和改變變頻器的輸出功率，從而控制抽油機電機的工作；調(diào)平衡系統(tǒng)，其輸入端與所述RTU控制單元連接，輸出端與調(diào)平衡小電機連接，用于自動控制調(diào)平衡小電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)抽油機的平衡狀態(tài)；以及建立在RTU控制單元與遠(yuǎn)程上位機之間的通信模塊；
[0006]其中，所述顯示按鍵面板上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及用于顯示沖次的沖次顯示屏和用于顯示平衡度的平衡度顯示屏；所述調(diào)平衡系統(tǒng)包括接觸器、電位器、絲桿傳動裝置和配重塊；所述絲桿傳動裝置一端與電位器連接，另一端與配重塊連接；所述接觸器通過調(diào)節(jié)所述電位器的位置從而控制所述絲桿傳動裝置的運動。
[0007]進(jìn)一步的，所述信號調(diào)理單元由輸入信號調(diào)理系統(tǒng)和輸出信號調(diào)理系統(tǒng)構(gòu)成；其中，所述輸入信號調(diào)理系統(tǒng)用于完成4?20mA與O?3V之間的I/U變換，所述輸出信號調(diào)理系統(tǒng)用于完成O?3V與4?20mA之間的U/I變換。
[0008]進(jìn)一步的，所述傳感器檢測單元包括載荷傳感器、位移傳感器和電流變送器。
[0009]進(jìn)一步的，所述通信模塊包括RS485串口通信模塊和GPRS串口通信模塊。
[0010]進(jìn)一步的，所述RTU控制單元采用PIC16位單片機，其型號為dsPIC33FJ256。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了變頻/工頻切換功能，實現(xiàn)了兩種工作模式，可以保證系統(tǒng)在變頻維修時，抽油機仍然能正常工作，可以減少抽油機的空抽與停抽現(xiàn)象的發(fā)生，不影響油田的產(chǎn)油量，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化。
[0012]本發(fā)明的用于采油船的新型抽油機智能控制器是通過對載荷傳感器、位移傳感器和電流變送器的監(jiān)測，根據(jù)載荷傳感器采集的數(shù)據(jù)計算出最大載荷和最小載荷；根據(jù)位移傳感器采集的位移信號，計算出實際沖次和沖程；根據(jù)電流變送器采集的電流信號，計算出輸出功率、輸出電壓、變頻器運行狀態(tài)、以及變頻器故障狀態(tài)等參數(shù)。
[0013]本發(fā)明通過對電流、電壓信號的分析，對抽油機的電機實施相關(guān)的繼電保護(hù)，并同時通過語音報警通知抽油機工作平臺上的工作人員抽油機的啟動、停止動作等相關(guān)信息，保證了整個生產(chǎn)的安全。
[0014]本發(fā)明還具有RS485串行通信接口與GPRS通信接口，RS485采用MODBUS通信協(xié)議與上位機進(jìn)行通信，上位機可以遠(yuǎn)程控制RTU的啟動、停止、設(shè)定頻率、故障復(fù)位等功能，還可以修改抽油機的工作參數(shù)。另外，本發(fā)明還具備自動/手動調(diào)節(jié)抽油機的沖次功能，自動/手動調(diào)節(jié)抽油機的平衡度功能。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明抽油機用智能控制器的原理框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明抽油機用智能控制器的工作示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的平衡度調(diào)節(jié)流程圖。
[0018]圖4為本發(fā)明4?20mA與O?3V之間的I/U變換電路圖。
[0019]圖5為本發(fā)明O?3V與4?20mA之間的U/I變換電路圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1、圖2所示，涉及一種大型采油船用抽油機智能控制器，包括控制主板2，與該控制主板2通過并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘@示按鍵面板1，用于調(diào)理系統(tǒng)輸入輸出信號的信號調(diào)理單元；其中，所述控制主板2包括RTU控制單元，該RTU控制單元的第一輸入端電源系統(tǒng)連接，其第二輸入端與用于采集載荷信號、電流信號和位移信號的傳感器檢測單元連接；所述RTU控制單元的第一輸出端與工頻控制單元連接，其第二輸出端與變頻控制單元連接，其第三輸出端與調(diào)平衡系統(tǒng)連接；所述工頻控制單元和變頻控制單元的輸出端與抽油機主電機3連接，通過控制變頻器的啟動、停止和改變變頻器附輸出功率，從而控制抽油機電機3的工作；所述調(diào)平衡系統(tǒng)的輸出端與調(diào)平衡小電機4連接，用于自動控制調(diào)平衡小電機4的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)抽油機的平衡狀態(tài)。
[0021]為了便于本實用新型的控制器與遠(yuǎn)程上位機進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，進(jìn)一步的方案是，在控制主板2內(nèi)還設(shè)置有建立在RTU控制單元與遠(yuǎn)程上位機之間的通信模塊。
[0022]其中，傳感器檢測單元包括載荷傳感器、位移傳感器和電流變送器。通信模塊包括RS4