專利名稱：基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽油機(jī)節(jié)電控制方法及系統(tǒng)，特別涉及一種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法及系統(tǒng)。背景技術(shù)：
目前，油田用抽油機(jī)功耗高的原因主要為由于油井滲透率低，抽油機(jī)的抽出速度大 于油井的滲油速度，這樣就會(huì)使抽油機(jī)有時(shí)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，白白浪費(fèi)了很多電能?，F(xiàn)有抽油機(jī)的節(jié)電控制方法主要有間隙抽油和變頻控制兩種形式，不論哪種節(jié)電控制方法，其關(guān)鍵是確定何時(shí)抽油，何時(shí)停機(jī)，以使抽油機(jī)在有油時(shí)抽油，無(wú)油時(shí)停機(jī)，有效地利用電能。現(xiàn)有判斷是否出油的方法有示工圖法、抽油機(jī)電機(jī)電流(功率)法、液面探測(cè)器法、流量傳感器法等，這些方法中示工圖法成本太高，不便于在線長(zhǎng)期使用，電機(jī)電流法對(duì)配重匹配良好的抽油機(jī)在有油和無(wú)油兩種狀態(tài)時(shí)的電流差異較小，很難區(qū)分，液面探測(cè)器法由于要在幾百米甚至上千米的井下安裝液面探測(cè)器，很難實(shí)現(xiàn)，其可靠性和成本都是用戶難以接受的，流量傳感器法對(duì)抽油機(jī)抽出的含有大量泥沙的液體也很難奏效，這些檢測(cè)是否出油的方法都不太理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種檢測(cè)控制可靠、實(shí)現(xiàn)成本低的基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案一種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法，在抽油機(jī)定時(shí)啟動(dòng)的工作過(guò)程中，采用溫度傳感器分別檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷抽油機(jī)是否需要抽油，如果需要抽油，則啟動(dòng)抽油機(jī)，如果不需要抽油，則關(guān)閉抽油機(jī)；根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷是否需要抽油的方法如下
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于27°C，即表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于25°C且小于等于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于26°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于15°C且小于等于25°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于25°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于5°C且小于等于15°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于24°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于-15°C且小于等于5°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于22°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油。分別采用第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，然后將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電隔離后送入中央處理器(CPU)中，中央處理器對(duì)接收到的抽油機(jī)出油口的溫度數(shù)據(jù)和外界環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，確定是否需要抽油；如果中央處理器判斷需要抽油，則輸出啟動(dòng)信號(hào)，該啟動(dòng)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)工作；如果中央處理器判斷不需要抽油，則輸出停止信號(hào)，該停止信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后使抽油機(jī)停止工作。
—種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)，含有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊、中央處理器(CPU)和電源，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別安裝在抽油機(jī)出油口和外界環(huán)境中，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第一光電隔離模塊的輸入端連接，第一光電隔離模塊的輸出端與中央處理器的溫度信號(hào)輸入端連接，中央處理器的控制信號(hào)輸出端與第二光電隔離模塊的輸入端連接，第二光電隔離模塊的輸出端與接觸器控制模塊的輸入端連接，接觸器控制模塊的輸出端與抽油機(jī)連接；電源為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊和中央處理器供電。中央處理器的顯示口與顯示器連接，中央處理器的鍵盤(pán)口與鍵盤(pán)連接，中央處理器的數(shù)據(jù)口與存儲(chǔ)器連接。存儲(chǔ)器用于記錄歷史數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器上含有RTC，RTC為中央處理器提供實(shí)時(shí)鐘。
顯示器為液晶顯示器。液晶屏用于顯示節(jié)電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。中央處理器的通訊口與紅外收發(fā)模塊連接。中央處理器可通過(guò)紅外收發(fā)模塊與掌上控制器進(jìn)行無(wú)線通訊。為了避免誤操作將節(jié)電控制系統(tǒng)的參數(shù)修改，鍵盤(pán)只設(shè)有“模式轉(zhuǎn)換”、“電機(jī)停止”、“電機(jī)啟動(dòng)”三個(gè)按鍵，其他復(fù)雜的操作都利用掌上控制器控制，保證只有特定的技術(shù)人員才能對(duì)節(jié)電控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的工作原理為在抽油機(jī)的定時(shí)工作過(guò)程中，當(dāng)油井無(wú)油時(shí)，抽油桿和盤(pán)根之間由于摩擦發(fā)熱，使出油口的溫度上升(可達(dá)40°c以上)；當(dāng)油井出油時(shí)，由于從井下泵出的油溫度較低，對(duì)抽油桿有降溫作用，使出油口的溫度降低(隨季節(jié)不同基本在30°C以下)；因此，根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度可以確定油井中是否有油，從而確定是否需要抽油。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷是否需要抽油，設(shè)計(jì)巧妙、合理，其中，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別安裝在抽油機(jī)出油口和外界環(huán)境中，安裝簡(jiǎn)便、實(shí)現(xiàn)成本低，而且溫度傳感器不含轉(zhuǎn)動(dòng)等機(jī)械部件，檢測(cè)控制可靠、節(jié)油效果明顯。經(jīng)過(guò)油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，本發(fā)明可使抽油機(jī)的節(jié)電率達(dá)到50%以上，特別適用于在陜北油田使用。

圖I為基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)的電路原理框圖。具體實(shí)施例方式基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法為在抽油機(jī)定時(shí)啟動(dòng)的工作過(guò)程中，采用溫度傳感器分別檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷抽油機(jī)是否需要抽油，如果需要抽油，則啟動(dòng)抽油機(jī)，如果不需要抽油，則關(guān)閉抽油機(jī)；根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷是否需要抽油的方法如下
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于27°C，即表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于25°C且小于等于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于26°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；當(dāng)外界環(huán)境溫度大于15°C且小于等于25°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于25°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于5°C且小于等于15°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于24°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油；
當(dāng)外界環(huán)境溫度大于-15°C且小于等于5°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于22°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油。分別采用第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，然后將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電隔離后送入中央處理器(CPU)中，中央處理器對(duì)接收到的抽油機(jī)出油口的溫度數(shù)據(jù)和外界環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，確定是否需要抽油；如果中央處理器判斷需要抽油，則輸出啟動(dòng)信號(hào)，該啟動(dòng)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)工作；如果中央處理器判斷不需要抽油，則輸出停止信號(hào)，該停止信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后使抽油機(jī)停止 工作?；跍囟葯z測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)含有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊、中央處理器(CPU)和電源(參見(jiàn)圖1)，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別安裝在抽油機(jī)出油口和外界環(huán)境中，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第一光電隔離模塊的輸入端連接，第一光電隔離模塊的輸出端與中央處理器的溫度信號(hào)輸入端連接，中央處理器的控制信號(hào)輸出端與第二光電隔離模塊的輸入端連接，第二光電隔離模塊的輸出端與接觸器控制模塊的輸入端連接，接觸器控制模塊的輸出端與抽油機(jī)連接；電源為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊和中央處理器供電。中央處理器的顯示口與顯示器連接，中央處理器的鍵盤(pán)口與鍵盤(pán)連接，中央處理器的數(shù)據(jù)口與存儲(chǔ)器連接。存儲(chǔ)器用于記錄歷史數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器上含有RTC，RTC為中央處理器提供實(shí)時(shí)鐘。顯示器為液晶顯示器。液晶屏用于顯示節(jié)電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。中央處理器的通訊口與紅外收發(fā)模塊連接。中央處理器可通過(guò)紅外收發(fā)模塊與掌上控制器進(jìn)行無(wú)線通訊。為了避免誤操作將節(jié)電控制系統(tǒng)的參數(shù)修改，鍵盤(pán)只設(shè)有“模式轉(zhuǎn)換”、“電機(jī)停止”、“電機(jī)啟動(dòng)”三個(gè)按鍵，其他復(fù)雜的操作都利用掌上控制器控制，保證只有特定的技術(shù)人員才能對(duì)節(jié)電控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法，其特征是在抽油機(jī)定時(shí)啟動(dòng)的工作過(guò)程中，采用溫度傳感器分別檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷抽油機(jī)是否需要抽油，如果需要抽油，則啟動(dòng)抽油機(jī)，如果不需要抽油，則關(guān)閉抽油機(jī)；根據(jù)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度來(lái)判斷是否需要抽油的方法如下 當(dāng)外界環(huán)境溫度大于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于27°C，即表明不需要抽油，否則，表明需要抽油； 當(dāng)外界環(huán)境溫度大于25°C且小于等于35°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于26°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油； 當(dāng)外界環(huán)境溫度大于15°C且小于等于25°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于25°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油； 當(dāng)外界環(huán)境溫度大于5°C且小于等于15°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于24°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油； 當(dāng)外界環(huán)境溫度大于-15°C且小于等于5°C時(shí)，如果抽油機(jī)出油口的溫度大于22°C，SP表明不需要抽油，否則，表明需要抽油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法，其特征是分別采用第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，然后將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電隔離后送入中央處理器中，中央處理器對(duì)接收到的抽油機(jī)出油口的溫度數(shù)據(jù)和外界環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，確定是否需要抽油；如果中央處理器判斷需要抽油，則輸出啟動(dòng)信號(hào)，該啟動(dòng)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)工作；如果中央處理器判斷不需要抽油，則輸出停止信號(hào)，該停止信號(hào)依次經(jīng)過(guò)光電隔離、接觸器隔離后使抽油機(jī)停止工作。
3.一種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征是含有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊、中央處理器和電源，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別安裝在抽油機(jī)出油口和外界環(huán)境中，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第一光電隔離模塊的輸入端連接，第一光電隔離模塊的輸出端與中央處理器的溫度信號(hào)輸入端連接，中央處理器的控制信號(hào)輸出端與第二光電隔離模塊的輸入端連接，第二光電隔離模塊的輸出端與接觸器控制模塊的輸入端連接，接觸器控制模塊的輸出端與抽油機(jī)連接；電源為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊和中央處理器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征是所述中央處理器的顯示口與顯示器連接，中央處理器的鍵盤(pán)口與鍵盤(pán)連接，中央處理器的數(shù)據(jù)口與存儲(chǔ)器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征是所述顯示器為液晶顯不器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征是所述中央處理器的通訊口與紅外收發(fā)模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于溫度檢測(cè)的抽油機(jī)節(jié)電控制方法及系統(tǒng)；抽油機(jī)節(jié)電控制方法為在抽油機(jī)定時(shí)啟動(dòng)的工作過(guò)程中，采用溫度傳感器分別檢測(cè)抽油機(jī)出油口的溫度和外界環(huán)境溫度，根據(jù)這兩個(gè)溫度來(lái)判斷抽油機(jī)是否需要抽油；抽油機(jī)節(jié)電控制系統(tǒng)含有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊、中央處理器和電源，第一和第二溫度傳感器分別安裝在抽油機(jī)出油口和外界環(huán)境中，該兩個(gè)溫度傳感器的輸出端依次通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一光電隔離模塊后與中央處理器的輸入端連接，中央處理器的輸出端依次通過(guò)第二光電隔離模塊、接觸器控制模塊后與抽油機(jī)連接；本發(fā)明檢測(cè)控制可靠、實(shí)現(xiàn)成本低。
文檔編號(hào)G05D23/20GK102736643SQ20121019410
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者李興山, 王艷輝, 韓沿興 申請(qǐng)人:王艷輝, 陜西天浩石油材料有限公司, 韓沿興