專利名稱：油田抽油機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種油田抽油機(jī)控制器。
目前，采油的基本手段是用杠桿式抽油機(jī)和較先進(jìn)的螺旋抽油機(jī)，而不論是什么形式的抽油機(jī)都離不開(kāi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電。在遍布油田四面八方的各種油井中，含油量和地下結(jié)構(gòu)及油井老化程度都差別很大，目前采用電動(dòng)機(jī)常年運(yùn)轉(zhuǎn)使抽油機(jī)常年工作的方式采油，不但耗電太大，而且引起嚴(yán)重的機(jī)件磨損，增加了產(chǎn)油成本。又由于抽油機(jī)的工作狀態(tài)為間歇滿負(fù)載，這就造成了功率因數(shù)的下降，無(wú)功損耗增大，在已有技術(shù)中普遍采用的辦法是在每一供電區(qū)域總送電端加補(bǔ)償電容，進(jìn)行無(wú)功功率的集中補(bǔ)償。由于油田抽油機(jī)分布離散性大，故用上述辦法解決不了低次輸電線路的無(wú)功損耗。另外，抽油機(jī)長(zhǎng)期工作在無(wú)人看守的野外，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法監(jiān)顧，又加之輸電布線的其它問(wèn)題造成人為的缺相運(yùn)轉(zhuǎn)而燒毀電動(dòng)機(jī)的不乏其例。
本實(shí)用新型的目的是為解決上述問(wèn)題，提供一種抽油機(jī)控制器，以達(dá)到節(jié)電、降低無(wú)功功率損耗和斷相保護(hù)的目的。
本實(shí)用新型的解決方案如下參見(jiàn)


圖1，該控制器具有一個(gè)抽油機(jī)的時(shí)控器(1)，該時(shí)控器包括一個(gè)用于分檔給出不同周期性開(kāi)啟與停止控制信號(hào)的時(shí)控信號(hào)發(fā)生器(1－1)和一個(gè)受時(shí)控信號(hào)控制的電子開(kāi)關(guān)(1－2)及一個(gè)受該電子開(kāi)關(guān)控制的執(zhí)行繼電器J1。該控制器還設(shè)有無(wú)功功率補(bǔ)償電容2，所述的補(bǔ)償電容接在電動(dòng)機(jī)三相供電總開(kāi)關(guān)的后端。該控制器還具有一個(gè)斷相保護(hù)器，該斷相保護(hù)器具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的三相斷相觸發(fā)器和一個(gè)受這兩個(gè)三相斷相觸發(fā)器共同控制的執(zhí)行繼電器J2，所述的三相斷相觸發(fā)器由結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)分別串接在三相輸電線上的斷相傳感器(3－1)、(3－2)、(3－3)和對(duì)應(yīng)接在這三個(gè)傳感器輸出端的三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電子開(kāi)關(guān)(3－6)、(3－5)、(3－4)及接在這三個(gè)電子開(kāi)關(guān)輸出端的一個(gè)或門(3－7)構(gòu)成，其中一個(gè)三相斷相觸發(fā)器中的斷相傳感器(3－1)、(3－2)、(3－3)接在所述補(bǔ)償電容的前級(jí)，另一個(gè)三相斷相觸發(fā)器中的斷相傳感器(3－8)、(3－9)、(3－10)接在所述補(bǔ)償電容的后級(jí)。該控制器還具有一個(gè)執(zhí)行電路(4)，它是一個(gè)由執(zhí)行繼電器J1的常開(kāi)觸點(diǎn)、執(zhí)行繼電器J2的常閉觸點(diǎn)、總執(zhí)行繼電器J和直流電源(4－1)串聯(lián)構(gòu)成的控制回路，所述總執(zhí)行繼電器J的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)作為電動(dòng)機(jī)三相供電總開(kāi)關(guān)分別接在電動(dòng)機(jī)三相供電線上。
本控制器通過(guò)時(shí)控器對(duì)抽油機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了間歇式抽油，同時(shí)，抽油機(jī)的日工作與停機(jī)時(shí)間之比可以根據(jù)某一區(qū)域井下儲(chǔ)油量的多少進(jìn)行分檔選擇。這一功能的設(shè)置基本消除了抽油機(jī)的無(wú)效工作，節(jié)電幅度大大提高，有效地降低了采油成本。同時(shí)，也隨之消除了因無(wú)效工作而造成的機(jī)械磨損，延長(zhǎng)了抽油機(jī)的使用壽命。本控制器采用的對(duì)每一臺(tái)抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償?shù)霓k法，有效地提高了功率因數(shù)，降低了無(wú)功損耗，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)電的效果。由于本控制器中增設(shè)了就地補(bǔ)償電容，使常規(guī)的斷相保護(hù)器不能完成斷相保護(hù)功能，故本控制器采用兩組斷相觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，較好地解決了這一問(wèn)題。
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。

圖1，本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2，時(shí)控器電原理圖。
圖3，補(bǔ)償電容和斷相傳感器中感應(yīng)線圈的連接電路圖。
圖4，斷相保護(hù)器的具體電路圖。
圖5，本實(shí)用新型的外形圖。
參見(jiàn)圖2，所述
圖1中的時(shí)控信號(hào)發(fā)生器由四個(gè)定時(shí)電路1－1.1、1－1.2、1－1.3、1－1.4構(gòu)成，所述電子開(kāi)關(guān)1－2由兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路1－2.1、1－2.2和可控硅開(kāi)關(guān)1－2.3構(gòu)成，定時(shí)電路1－1.4給出啟動(dòng)信號(hào)，它的輸出端接開(kāi)關(guān)電路1－2.1的輸入端，同時(shí)還接定時(shí)電路1－1.1、1－1.2、1－1.3的觸發(fā)端，定時(shí)電路1－1.1、1－1.2、1－1.3分檔給出停止信號(hào)，它們的輸出端均分別通過(guò)一個(gè)手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與開(kāi)關(guān)電路1－2.2的輸入端相接。該定時(shí)器的工作過(guò)程是當(dāng)接通轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)6時(shí)，則定時(shí)電路1－1.4每隔十二小時(shí)給出一個(gè)啟動(dòng)脈沖，該脈沖被送入開(kāi)關(guān)電路1－2.1的輸入端，使三級(jí)管10導(dǎo)通，并送出可控硅的觸發(fā)信號(hào)。在該觸發(fā)信號(hào)到來(lái)之前，開(kāi)關(guān)電路1－2.2中三級(jí)管11處于欲導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)可控硅導(dǎo)通時(shí)，三級(jí)管11也同時(shí)導(dǎo)通，則繼電器J1動(dòng)作。參見(jiàn)
圖1，當(dāng)J1的常開(kāi)觸點(diǎn)一閉合，繼電器J隨之動(dòng)作，J的觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)的三相供電線，電動(dòng)機(jī)5運(yùn)轉(zhuǎn)，抽油機(jī)開(kāi)始抽油；再參見(jiàn)
圖1，定時(shí)電路1－1.4給出的啟動(dòng)脈沖同時(shí)還送給定時(shí)電路1－1.1、1－1.2、1－1.3的觸發(fā)端，使它們開(kāi)始按照自己的定時(shí)時(shí)間進(jìn)行工作。如果它們中某一個(gè)定時(shí)電路輸出端的手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)被接通后，則該定時(shí)電路輸出的停止脈沖被送入開(kāi)關(guān)電路1－2.2的輸入端，使三級(jí)管11瞬時(shí)截止，則可控硅截止，J1釋放，J隨之釋放，斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的供電線，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，抽油機(jī)停止抽油。從而實(shí)現(xiàn)了時(shí)控抽油。定時(shí)電路1－1.1、1－1.2、1－1.3的定時(shí)時(shí)間分別為兩小時(shí)、四小時(shí)、六小時(shí)，如果只接通轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)6，其余的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)全斷開(kāi)，則抽油機(jī)為常開(kāi)狀態(tài)。該時(shí)控信號(hào)發(fā)生器中的定時(shí)電路均采用已有的常規(guī)電路，如可用555時(shí)基電路接成。在開(kāi)關(guān)電路1－2.1的輸入端處設(shè)有另一個(gè)觸發(fā)電路，該電路由電阻7、8和電容9構(gòu)成。這一電路是專為遇到發(fā)生停電等突然停機(jī)情況時(shí)，再啟動(dòng)抽油機(jī)而設(shè)置的。它可斬時(shí)避開(kāi)定時(shí)電路對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，使電動(dòng)機(jī)立即啟動(dòng)。這一電路是利用電容9兩端電壓不能突變的現(xiàn)象，使三級(jí)管10在開(kāi)機(jī)時(shí)基極瞬時(shí)接地而導(dǎo)通，則可立即啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果各抽油機(jī)采用上述時(shí)控器進(jìn)行間歇式抽油，則每一供電區(qū)域各抽油機(jī)的工作狀態(tài)隨機(jī)性很大。這樣就更不易采用集中補(bǔ)償?shù)霓k法，即集中補(bǔ)償電容的值很難調(diào)到合適的范圍，甚至在某些情況下還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)補(bǔ)償。因此，有效而合理的措施是采用就地補(bǔ)償。參見(jiàn)圖3，本控制器的就地補(bǔ)償電容接在繼電器J觸點(diǎn)的后端，并把補(bǔ)償電容安裝在控制器內(nèi)，而控制器安裝在抽油機(jī)附近，距抽油機(jī)上的電動(dòng)機(jī)聯(lián)線一般只有數(shù)米。當(dāng)抽油機(jī)處在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，J斷開(kāi)，則補(bǔ)償電容立即被甩開(kāi)，它們存儲(chǔ)的電荷通過(guò)電動(dòng)機(jī)的線包很快泄放掉。因此不會(huì)形成過(guò)補(bǔ)償。
由于增加了就地補(bǔ)償電容，使得一般的三相保護(hù)器難以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。因?yàn)殡娙菔莾?chǔ)能器件，故在電容前級(jí)或后級(jí)發(fā)生斷相時(shí)，電容很容易通過(guò)自身儲(chǔ)存的能量造成供電假象。參見(jiàn)圖3，如果傳感器加在補(bǔ)償電容前端，在補(bǔ)償電容后端發(fā)生斷相時(shí)，由于電容的儲(chǔ)能作用使傳感器的感應(yīng)線圈中仍有電流流過(guò)，不能感應(yīng)到這一斷相情況；同理，如果傳感器加在補(bǔ)償電容后端，則補(bǔ)償電容前端的斷相情況也無(wú)法感應(yīng)到。因此，本斷相保護(hù)器采用兩個(gè)三相斷相觸發(fā)器，并將三相斷相傳感器分別接在補(bǔ)償電容的前級(jí)和后級(jí)，以起到補(bǔ)償電容前、后兩端斷相保護(hù)的目的。
參見(jiàn)圖4，
圖1中所述的斷相傳感器3－1、3－2、3－3、3－8、3－9、3－10都是由一個(gè)串接在供電相線上的感應(yīng)線圈12和一個(gè)霍爾器件13構(gòu)成；所述的電子開(kāi)關(guān)3－4、3－5、3－6、3－11、3－12、3－13都是一個(gè)由三極管12接成的開(kāi)關(guān)電路，所述的兩個(gè)或門3－7、3－14由設(shè)置在上述各開(kāi)關(guān)電路輸出端的二極管構(gòu)成。當(dāng)發(fā)生斷相時(shí)，感應(yīng)線圈中無(wú)電流流過(guò)，故霍爾器件的電磁效應(yīng)消失，即輸出觸發(fā)信號(hào)，則電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并輸出執(zhí)行信號(hào)，各電子開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)為“或”的邏輯關(guān)系，不論是哪個(gè)電子開(kāi)關(guān)輸出的執(zhí)行信號(hào)，都會(huì)觸發(fā)繼電器J2動(dòng)作。再參見(jiàn)
圖1，J2動(dòng)作后，J2的常閉觸點(diǎn)被吸開(kāi)，使J釋放而停止為電動(dòng)機(jī)供電。從而實(shí)現(xiàn)了在加入補(bǔ)償電容情況下的斷相保護(hù)。
參見(jiàn)圖5，該控制器外形為柜子形狀，底部有三相輸電線入線14的入孔和三相輸電線出線15的出孔。
權(quán)利要求1.油田抽油機(jī)控制器，其特征是A、具有一個(gè)抽油機(jī)的時(shí)控器(1)，該時(shí)控器包括一個(gè)用于分檔給出不同周期性開(kāi)啟與停止控制信號(hào)的時(shí)控信號(hào)發(fā)生器(1-1)和一個(gè)受時(shí)控信號(hào)控制的電子開(kāi)關(guān)(1-2)及一個(gè)受該電子開(kāi)關(guān)控制的執(zhí)行繼電器J1，B、設(shè)有無(wú)功功率補(bǔ)償電容2，所述的補(bǔ)償電容接在電動(dòng)機(jī)三相供電總開(kāi)關(guān)的后端，C、具有一個(gè)斷相保護(hù)器，該斷相保護(hù)器具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的三相斷相觸發(fā)器和一個(gè)受這兩個(gè)三相斷相觸發(fā)器共同控制的執(zhí)行繼電器J2，所述的三相斷相觸發(fā)器由結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)分別串接在三相輸電線上的斷相傳感器(3-1)、(3-2)、(3-3)和對(duì)應(yīng)接在這三個(gè)傳感器輸出端的三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電子開(kāi)關(guān)(3-6)、(3-5)、(3-4)及接在這三個(gè)電子開(kāi)關(guān)輸出端的一個(gè)或門(3-7)構(gòu)成，其中一個(gè)三相斷相觸發(fā)器中的斷相傳感器(3-1)、(3-2)、(3-3)接在所述補(bǔ)償電容的前級(jí)，另一個(gè)三相斷相觸發(fā)器中的斷相傳感器(3-8)、(3-9)、(3-10)接在所述補(bǔ)償電容的后級(jí)，D、具有一個(gè)執(zhí)行電路(4)，它是一個(gè)由執(zhí)行繼電器J1的常開(kāi)觸點(diǎn)，執(zhí)行繼電器J2的常閉觸點(diǎn)、總執(zhí)行繼電器J和直流電源(4-1)串聯(lián)構(gòu)成的控制回路，所述總執(zhí)行繼電器J的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)作為電動(dòng)機(jī)三相供電總開(kāi)關(guān)分別接在電動(dòng)機(jī)三相供電線上。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是所述的斷相傳感器(3－1)、(3－2)、(3－3)、(3－8)、(3－9)、(3－10)都是由一個(gè)串接在供電相線上的感應(yīng)線圈12和一個(gè)霍爾器件13構(gòu)成。
專利摘要油田抽油機(jī)控制器由對(duì)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)進(jìn)行間歇式控制的時(shí)控器(1)、接在電機(jī)三相供電線上的無(wú)功功率補(bǔ)償電容(2)、斷相保護(hù)器(3)和對(duì)電機(jī)的電源開(kāi)關(guān)J進(jìn)行控制的執(zhí)行電路(4)構(gòu)成。由于設(shè)置了就地補(bǔ)償電容，該控制器采用兩組斷相觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，在補(bǔ)償電容的前、后級(jí)設(shè)置斷相傳感器(3-1)～(3-3)和(3-8)～(3-10)，從而完成了全斷相保護(hù)功能。本控制器實(shí)現(xiàn)了間歇式抽油控制和無(wú)功功率的補(bǔ)償，節(jié)電效果顯著。
文檔編號(hào)F04B49/06GK2151278SQ9224603
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1992年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
發(fā)明者周德玉, 顧根深, 馬文林, 肖勝全 申請(qǐng)人:周德玉