一種多功能油田注水泵無(wú)擾切換監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于監(jiān)測(cè)和控制油田注水栗的裝置，屬于油田設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]注水栗站是油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中的重要生產(chǎn)單元，提高注水栗控制裝置的性能是確保油田高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。現(xiàn)有的變頻恒壓注水系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn):
[0003]一、注水栗由變頻器軟啟動(dòng)后一般不能自動(dòng)切換到市電，有的雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換，切換時(shí)卻無(wú)法保證變頻器的輸出電壓與市電具有相同的相位，這樣不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生大電流沖擊，影響電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，而且還會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重傷害，縮短設(shè)備的使用壽命O
[0004]二、大部分油田注水站都是由人工錄入數(shù)據(jù)，各注水栗機(jī)組及其輔助設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備預(yù)知修保能力差，對(duì)機(jī)組的振動(dòng)、轉(zhuǎn)數(shù)、溫度、噪音、效率未能開(kāi)展檢測(cè)，由此造成注水栗站系統(tǒng)效率不高、能耗大、故障率高、信息反饋速度慢等問(wèn)題。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，部分油田實(shí)現(xiàn)了注水栗站的自動(dòng)監(jiān)控，但是現(xiàn)有的注水栗監(jiān)控設(shè)備大多只監(jiān)控工藝流程，如管線出口壓力、管線出口流量等，信息采集量少，無(wú)法對(duì)注水栗以及與注水栗連接的各設(shè)備的故障進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并且即使注水栗出現(xiàn)故障，也不能進(jìn)行故障內(nèi)容提示，維修人員只能通過(guò)拆解注水栗才能判斷故障所在，給設(shè)備的維修造成了很大的困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種能夠?qū)ψ⑺跫捌溥B接設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，同時(shí)避免注水系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
[0006]本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案解決的:
[0007]—種多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，構(gòu)成中包括PLC控制器、無(wú)擾切換變頻控制器、設(shè)置在注水栗及其連接設(shè)備上的檢測(cè)設(shè)備以及設(shè)置在監(jiān)控室內(nèi)的操作臺(tái)和顯示器，所述檢測(cè)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接PLC控制器的輸入端，PLC控制器、操作臺(tái)和無(wú)擾切換變頻控制器之間通過(guò)485通訊線互相通訊，操作臺(tái)的輸出端連接顯示器。
[0008]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述無(wú)擾切換變頻控制器包括控制單元、變頻器和與每個(gè)注水栗相對(duì)應(yīng)的啟停開(kāi)關(guān)、軟啟動(dòng)接觸器和市電接觸器，每個(gè)注水栗通過(guò)對(duì)應(yīng)市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)連接并通過(guò)對(duì)應(yīng)軟啟動(dòng)接觸器的主觸點(diǎn)接變頻器的輸出端，每個(gè)軟啟動(dòng)接觸器和市電接觸器的控制線圈接控制單元，注水栗的啟停開(kāi)關(guān)及各接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)接控制單元，所述變頻器與控制單元之間通過(guò)通信電纜連接。
[0009]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述控制單元包括CPU、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器和切換儀，所述切換儀通過(guò)模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器與CPU相連，切換儀的R、T、W、U引腳分別接變頻器的R、T、W、U引腳；所述模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器的IIN-與IIN+引腳之間接油田注水壓力信號(hào)，其1UT-與1UTl引腳分別接變頻器的11和Cl引腳；各注水栗的啟停開(kāi)關(guān)及各接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)所輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)分別接CPU的不同輸入端口 ；所述CPU的X21、X20、Yl和YO端口分別接變頻器的Y5C、30C、X8和FWD引腳；每個(gè)注水栗的軟啟動(dòng)接觸器和市電接觸器的控制線圈分別接CPU的不同輸出端口 ；CPU通過(guò)485通訊線與操作臺(tái)連接。
[0010]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，每個(gè)注水栗的軟啟動(dòng)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的市電接觸器的控制線圈串聯(lián)連接；每個(gè)注水栗的市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的軟啟動(dòng)接觸器的控制線圈串聯(lián)連接。
[0011]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述檢測(cè)設(shè)備包括用于監(jiān)測(cè)注水栗及其連接設(shè)備溫度值的溫度傳感器組、用于監(jiān)測(cè)注水栗運(yùn)行噪聲的噪聲傳感器組、用于監(jiān)測(cè)注水栗潤(rùn)滑油的油品傳感器和液位傳感器、用于監(jiān)測(cè)注水栗運(yùn)行振動(dòng)情況的振動(dòng)傳感器組、用于監(jiān)測(cè)注水栗轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器、用于監(jiān)測(cè)注水栗進(jìn)出水壓力的壓力傳感器組和進(jìn)出水流量的流量傳感器組；各傳感器組的數(shù)據(jù)線分別與PLC控制器的輸入端連接。
[0012]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述溫度傳感器組包括設(shè)置在注水栗電機(jī)上的電機(jī)軸承溫度傳感器、設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的潤(rùn)滑油溫度傳感器以及設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的三個(gè)十字頭溫度傳感器。
[0013]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述噪聲傳感器組包括設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的動(dòng)力端噪聲傳感器和設(shè)置在栗頭的栗頭噪聲傳感器。
[0014]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述振動(dòng)傳感器組包括設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的動(dòng)力端振動(dòng)傳感器和設(shè)置在栗頭的栗頭振動(dòng)傳感器。
[0015]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述動(dòng)力端振動(dòng)傳感器和栗頭振動(dòng)傳感器均采用XYZ三軸振動(dòng)傳感器。
[0016]上述多功能油田注水栗無(wú)擾切換監(jiān)控裝置，所述檢測(cè)設(shè)備還包括設(shè)置在栗頭電磁閥處的漏失量檢測(cè)儀以及設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的紅外傳感器。
[0017]本實(shí)用新型利用無(wú)擾切換變頻控制器控制注水栗的運(yùn)行，并利用檢測(cè)設(shè)備對(duì)注水栗的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅有效避免了對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，而且能夠直觀顯示注水栗運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障信息及故障處理方法，幫助作業(yè)人員快速排除注水栗故障，從而提高了設(shè)備的檢修效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型中各檢測(cè)設(shè)備在注水栗上的安裝位置圖；
[0021]圖3是無(wú)擾切換變頻控制器的電原理圖；
[0022]圖4是控制單元的電原理圖。
[0023]圖中各標(biāo)號(hào)為:A.電機(jī)，B.皮帶，C.動(dòng)力端，D.栗頭，E.進(jìn)水管線，F(xiàn).出水管線，G.電磁閥；1、電機(jī)軸承溫度傳感器，2、轉(zhuǎn)速傳感器，3、油品傳感器，4、液位傳感器，5、動(dòng)力端振動(dòng)傳感器，6、紅外傳感器，7、潤(rùn)滑油溫度傳感器，8、動(dòng)力端噪聲傳感器，9、十字頭溫度傳感器，10、栗頭噪聲傳感器，11、漏失量檢測(cè)儀，12、栗頭振動(dòng)傳感器，13、進(jìn)口流量計(jì)，14、進(jìn)口壓力傳感器，15、出口流量計(jì)，16、出口壓力傳感器；U1、控制單元，CPU、微處理器，AD/DA、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器，RQH、切換儀，VVVF、變頻器，Ml?M4、第一注水栗?第四注水栗，QSl?QS5、第一隔離開(kāi)關(guān)?第五隔離開(kāi)關(guān)，QFl?QF5、第一斷路器?第五斷路器，KMl?KM4、第一注水栗軟啟動(dòng)接觸器?第四注水栗軟啟動(dòng)接觸器，KMla?KM4a、第一注水栗軟啟動(dòng)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)?第四注水栗軟啟動(dòng)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)，KMlb?KM4b、第一注水栗軟啟動(dòng)接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)?第四注水栗軟啟動(dòng)接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)，KM5?KM8、第一注水栗市電接觸器?第四注水栗市電接觸器，KM5a?KM8a、第一注水栗市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)?第四注水栗市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)，KM5b?KM8b、第一注水栗市電接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)?第四注水栗市電接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)，F(xiàn)U、熔斷器，Kl?K4、第一注水栗啟停開(kāi)關(guān)?第四注水栗啟停開(kāi)關(guān)。
[0024]圖中，箭頭方向?yàn)樗鞣较颉?br>【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型的工作原理如圖1所示，包括PLC控制器、無(wú)擾切換變頻控制器、設(shè)置在注水栗及其連接設(shè)備上的檢測(cè)設(shè)備以及設(shè)置在監(jiān)控室內(nèi)的操作臺(tái)和顯示器，檢測(cè)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接PLC控制器的輸入端，操作臺(tái)通過(guò)485通訊線與PLC控制器和無(wú)擾切換變頻控制器通訊，操作臺(tái)的輸出端連接顯示器。
[0026]檢測(cè)設(shè)備包括溫度傳感器組、噪聲傳感器組、振動(dòng)傳感器組、流量傳感器組、壓力傳感器組、轉(zhuǎn)速傳感器2、油品傳感器3、液位傳感器4、漏失量檢測(cè)儀11以及紅外傳感器7，檢測(cè)設(shè)備中各傳感器的數(shù)據(jù)線分別與PLC控制器的輸入端連接，各傳感器在注水栗上的安裝位置如圖2所示，具體如下:
[0027]溫度傳感器組用于監(jiān)測(cè)注水栗及其連接設(shè)備的溫度值，包括設(shè)置在注水栗電機(jī)A上的電機(jī)軸承溫度傳感器1、設(shè)置在注水栗動(dòng)力端C的潤(rùn)滑油溫度傳感器8以及設(shè)置在注水栗動(dòng)力端C三個(gè)十字頭溫度傳感器9。
[0028]噪聲傳感器組用于監(jiān)測(cè)注水栗的運(yùn)行噪聲，包括設(shè)置在注水栗動(dòng)力端C的動(dòng)力端噪聲傳感器6和設(shè)置在栗頭D的栗頭噪聲傳感器10。本實(shí)施例中，栗頭噪聲傳感器10共設(shè)置三個(gè)，分別位于栗頭的左部、中部和右部。
[0029]油品傳感器用于監(jiān)測(cè)注水栗潤(rùn)滑油的品質(zhì)，液位傳感器用于監(jiān)測(cè)注水栗潤(rùn)滑油的液位，紅外傳感器7用于監(jiān)測(cè)注水栗動(dòng)力端的曲軸溫度值，油品傳感器、液位傳感器和紅外傳感器均設(shè)置在注水栗的動(dòng)力端。
[0030]振動(dòng)傳感器組用于監(jiān)測(cè)注水栗運(yùn)行的振動(dòng)情況，包括設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的動(dòng)力端振動(dòng)傳感器5和設(shè)置在栗頭的栗頭振動(dòng)傳感器12。本實(shí)施例中，動(dòng)力端振動(dòng)傳感器5和栗頭振動(dòng)傳感器12均采用XYZ三軸振動(dòng)傳感器。
[0031]轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測(cè)注水栗的轉(zhuǎn)速，設(shè)置在注水栗動(dòng)力端的輸入端。
[0032]壓力傳感器組用于監(jiān)測(cè)注水栗的進(jìn)出水壓力，包括設(shè)置在進(jìn)水管線E上的進(jìn)口壓力傳感器14和設(shè)置在出水管線F上的出口壓力傳感器16 ;流量傳感器組用于監(jiān)測(cè)注水栗的進(jìn)出水流量，包括設(shè)置在進(jìn)水管線E上的進(jìn)口流量計(jì)13和設(shè)置在出水管線F上的出口流量計(jì)15。
[0033]本實(shí)用新型在栗頭的電磁閥處還設(shè)置了漏失量檢測(cè)儀11，用于監(jiān)測(cè)注水栗的水漏失量。
[0034]操