本實(shí)用新型涉及油田開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

抽油機(jī)是一種周期交變負(fù)載，帶有沖擊性，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，并且是帶負(fù)載起動(dòng)，因此所需起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，需求的電動(dòng)機(jī)功率也較大。抽油機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載波動(dòng)很大，為了滿(mǎn)足起動(dòng)要求，保證帶載起動(dòng)時(shí)能克服抽油機(jī)較大的慣性扭矩，使得運(yùn)行時(shí)有足夠的過(guò)載能力，以克服交變載荷的最大扭矩，要求在選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)留有足夠的余量，這就導(dǎo)致抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)常處于“大馬拉小車(chē)”的運(yùn)行狀況，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中處于輕載狀態(tài)，負(fù)荷率很低，電機(jī)的運(yùn)行效率很低。抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的大小和相位在一個(gè)沖次內(nèi)也是不斷變化的，在一個(gè)沖次中存在兩個(gè)瞬間發(fā)電狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)屬于感性負(fù)載，電流滯后于電壓，導(dǎo)致產(chǎn)生無(wú)功電流，功率因數(shù)較小，也造成電能的浪費(fèi)。另一方面，當(dāng)變頻器驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)或者下放位能性負(fù)載過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)，傳動(dòng)系統(tǒng)中的機(jī)械能通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，變頻器中續(xù)流二極管將這種能量回饋到變頻器直流側(cè)電容C中，使直流側(cè)電壓升高，產(chǎn)生泵升電壓，若不及時(shí)釋放這部分能量，則勢(shì)必會(huì)引起變頻器過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作或造成主回路大功率器件的過(guò)壓損壞。泵升電壓經(jīng)過(guò)電阻耗散能量，不僅浪費(fèi)了能源，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生某些副作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能自動(dòng)控制的目的。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、變頻器、能量回饋單元和數(shù)據(jù)采集單元，所述PLC模塊、變頻器和能量回饋單元設(shè)于電控室的控制柜內(nèi)，所述變頻器通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接，所述PLC模塊通過(guò)變頻器控制抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟停，所述能量回饋單元的輸入端與變頻器連接，其輸出端與電網(wǎng)電源連接，所述數(shù)據(jù)采集單元與PLC模塊連接。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集單元包括稱(chēng)重傳感器、載荷和角位移傳感器和智能電表，所述重傳感器和載荷和角位移傳感器設(shè)于抽油機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，所述智能電表設(shè)于電控室的控制柜內(nèi)，所述稱(chēng)重傳感器通過(guò)模擬量輸入模塊與PLC模塊連接，所述載荷和角位移傳感器通過(guò)Zigbee模塊與PLC模塊連接，所述智能電表通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括稱(chēng)重傳感器單井計(jì)量裝置，所述單井計(jì)量裝置設(shè)于抽油機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，所述單井計(jì)量裝置均通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接。

進(jìn)一步，還包括HMI，所述HMI設(shè)于電控室的控制柜內(nèi)，并通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接。

進(jìn)一步，還包括上位監(jiān)控終端，所述上位監(jiān)控終端通過(guò)通信模塊與PLC模塊連接。

進(jìn)一步，所述通信模塊包括GRM無(wú)線終端、工業(yè)級(jí)交換機(jī)和無(wú)線路由器。

進(jìn)一步，所述上位監(jiān)控終端包括手機(jī)移動(dòng)終端和PC終端。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型的一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，PLC模塊根據(jù)稱(chēng)重傳感器采集的油井出液梁和智能電表采集的抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的電參數(shù)判斷是否需要啟動(dòng)或停止抽油機(jī)，并通過(guò)變頻器控制抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)和停止，以抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)自動(dòng)間歇運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能控制的目的。

(2)能量回饋單元的輸入端與變頻器連接，其輸出端與電網(wǎng)電源連接，當(dāng)抽油機(jī)下行時(shí)，變頻器將抽油機(jī)機(jī)械能產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，能量回饋單元?jiǎng)t將直流電能通過(guò)PSG逆變技術(shù)轉(zhuǎn)換成同頻同相位的交流電能，進(jìn)而把97.5％的再生電能回饋給局域電網(wǎng)，供附近設(shè)備使用，能量回饋單元完全取代電阻制動(dòng)，效率更高，輸出純正弦波，始終回饋潔凈電能，節(jié)電率高達(dá)20％。

(3)通過(guò)通信模塊連接上位監(jiān)控終端與PLC模塊，通信模塊包括GRM無(wú)線終端、工業(yè)級(jí)交換機(jī)和無(wú)線路由器，上位監(jiān)控終端包括手機(jī)移動(dòng)終端和PC終端，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制操作，使該系統(tǒng)可用于無(wú)人值守、野外環(huán)境、定期巡井等的油田抽油機(jī)控制。

附圖說(shuō)明

圖1為一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的原理圖；

圖2為抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主電路電氣原理圖；

圖3為抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路電氣原理圖；

圖4為電動(dòng)抱閘控制電路電氣原理圖；

圖5為一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制方法的流程圖；

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類(lèi)同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

如圖1所示，一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、變頻器、能量回饋單元、數(shù)據(jù)采集單元、HMI和上位監(jiān)控終端，所述PLC模塊、變頻器、能量回饋單元和HMI設(shè)于電控室的控制柜內(nèi)，所述變頻器和HMI通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接；所述數(shù)據(jù)采集單元包括稱(chēng)重傳感器、載荷和角位移傳感器、智能電表和單井計(jì)量裝置，所述稱(chēng)重傳感器設(shè)于抽油機(jī)機(jī)旁，與進(jìn)出油管連接，通過(guò)模擬量輸入模塊與PLC模塊連接，用于續(xù)液重量(即油井出液量)的檢測(cè)；所述載荷和角位移傳感器設(shè)于抽油機(jī)的游梁之上，通過(guò)Zigbee模塊與PLC模塊連接，用于抽油桿載荷和抽油機(jī)沖程中的角位移的檢測(cè)；所述單井力量單元設(shè)于抽油機(jī)機(jī)旁，與進(jìn)出油管連接，通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接，用于抽油機(jī)實(shí)際續(xù)液量、續(xù)液時(shí)間、油和液的(日、月、總)產(chǎn)量、含油比等的檢測(cè)；所述智能電表設(shè)于電控室的控制柜內(nèi)，通過(guò)RS485的方式與PLC模塊連接，用于抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電參數(shù)的檢測(cè)；所述上位監(jiān)控終端通過(guò)通信模塊與PLC模塊連接，所述通信模塊包括GRM無(wú)線終端、工業(yè)級(jí)交換機(jī)和無(wú)線路由器，所述上位監(jiān)控終端包括手機(jī)移動(dòng)終端和PC終端，所述能量回饋單元的輸入端與變頻器連接，其輸出端與電網(wǎng)電源連接。

上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和抽油機(jī)的遠(yuǎn)程操作控制，使該系統(tǒng)可用于無(wú)人值守、野外環(huán)境、定期巡井等的油田抽油機(jī)控制。

如圖2所示，抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主電路，所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主電路包括智能電表、斷路器QF1、抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行主電路、抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行主電路和能量回饋單元，所述智能電表連接于AC380V進(jìn)線端，所述智能電表通過(guò)RS485觸頭與PLC模塊連接，本實(shí)施例智能電表優(yōu)選為EDA9033AC三相工頻電采集模塊，所述斷路器QF1為主電路的主斷路器，控制整個(gè)主電路電源的通斷，其主觸頭進(jìn)線端連接于智能電表之后，其主觸頭出線端連接抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行主電路和抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行主電路。

所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行主電路包括斷路器QF2、接觸器KM2和熱繼電器FR，所述斷路器QF2主觸頭進(jìn)線端與斷路器QF1主觸頭出線端連接，斷路器QF2主觸頭出線端與接觸器KM2主觸頭進(jìn)線端連接，接觸器KM2主觸頭出線端通過(guò)熱繼電器FR與抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源進(jìn)線端連接。

所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行主電路包括變頻器、接觸器KM1、接觸器KM3、中間繼電器KA1和中間繼電器KA2，所述接觸器KM1主觸頭進(jìn)線端與斷路器QF1主觸頭出線端連接，接觸器KM1主觸頭出線端與變頻器R、S、T觸頭連接，變頻器U、V、W觸頭與抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源進(jìn)線端連接，所述變頻器X1觸頭和COM觸頭之間連接有接觸器KM3的常開(kāi)輔助觸頭，用于控制變頻器的啟動(dòng)和關(guān)閉，所述變頻器TA觸頭和+24v觸頭之間連接有中間繼電器KA1的線圈，用于輸出變頻器運(yùn)行指示信息，所述變頻器Y1觸頭和+24v觸頭之間連接有中間繼電器KA2的線圈，用于輸出抽油機(jī)主電路故障信息，所述變頻器通過(guò)RS485觸頭與PLC模塊連接，本實(shí)施例變頻器優(yōu)選為四象限運(yùn)行變頻器，并選擇無(wú)速度傳感器質(zhì)量控制方式來(lái)控制抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，這樣可保證無(wú)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋的情況下，轉(zhuǎn)矩也能快速響應(yīng)，并且在抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)也能獲得足夠大的轉(zhuǎn)矩。

所述能量回饋單元的進(jìn)線端與變頻器的DC+觸頭和DC-觸頭連接，其出線端與斷路器QF1主觸頭的出線端連接，當(dāng)沖程進(jìn)行到某一程度出現(xiàn)抽油機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的情況時(shí)，則關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，利用抽油機(jī)滑行達(dá)到節(jié)能的目的，即調(diào)不調(diào)速都節(jié)能，此時(shí)變頻器將驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)械能產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，能量回饋單元?jiǎng)t將直流電能通過(guò)PSG逆變技術(shù)轉(zhuǎn)換成同頻同相位的交流電能，進(jìn)而把97.5％的再生電能回饋給局域電網(wǎng)，供附近設(shè)備使用，能量回饋單元可完全取代電阻制動(dòng)，效率更高，輸出純正弦波，始終回饋潔凈電能，節(jié)電率高達(dá)20％。

如圖3所述，抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路，所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路包括并聯(lián)連接于AC220V電源線之間抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行第一控制電路、抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行第二控制電路、抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行控制電路、變頻器電源指示電路、變頻運(yùn)行指示電路、工頻運(yùn)行指示電路和故障指示電路，所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路還包括串接于AC220V電源火線一端的熔斷器FU1。

所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行第一控制電路包括依次串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA0和接觸器KM1的線圈，本實(shí)施例旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA0優(yōu)選為無(wú)自動(dòng)復(fù)位的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行第二控制電路包括依次串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1的3、4觸頭、第一PLC輸出點(diǎn)1、接觸器KM2的常閉輔助觸頭和接觸器KM3的線圈，所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1的3、4觸頭還通過(guò)數(shù)字量輸入模塊與PLC模塊的連接，所述抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行控制電路包括依次串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1的1、2觸頭，常閉按鈕SB2、常開(kāi)按鈕SB1、接觸器KM3的常閉輔助觸頭、接觸器KM2的線圈和熱繼電器FR1的常閉輔助觸頭，所述常開(kāi)按鈕SB1還并聯(lián)有接觸器KM2的常開(kāi)輔助觸頭，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，本實(shí)施例旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1優(yōu)選為萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行首先需要閉合斷路器QF1，若需要抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行，則閉合斷路器QF2，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1轉(zhuǎn)到1、2觸頭一端將其接通，按下按鈕SB1時(shí)接觸器KM2的線圈得電，其主觸頭閉合，抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電，開(kāi)始工頻運(yùn)行，按下按鈕SB2時(shí)接觸器KM2的線圈失電，其主觸頭斷開(kāi)，抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止，接觸器KM2的常開(kāi)輔助觸頭用于自鎖，接觸器KM3的常閉輔助觸頭用于互鎖；若需要抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行，則首先閉合旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA0，接觸器KM1的線圈得電，其主觸頭閉合，變頻器得電，然后將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1轉(zhuǎn)到3、4觸頭一端將其接通，PLC模塊通過(guò)數(shù)字量輸入模塊讀取其狀態(tài)并控制所述第一PLC輸出點(diǎn)1閉合，接觸器KM3的線圈得電，其常開(kāi)輔助觸頭閉合，啟動(dòng)變頻器，這是變頻器通過(guò)RS485總線與PLC模塊通信，其U、V、W觸頭控制抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行。

所述變頻器電源指示電路包括依次串聯(lián)連接的接觸器KM1的常開(kāi)輔助觸頭和指示燈HG，當(dāng)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，變頻器得電，指示燈HG亮；所述變頻運(yùn)行指示電路包括依次串聯(lián)連接的中間繼電器KA1的常開(kāi)輔助觸頭和指示燈HR1，變頻器啟動(dòng)后其TA觸頭輸出控制中間繼電器KA1的線圈得電，中間繼電器KA1的常開(kāi)輔助觸頭閉合，指示燈HR1亮；所述工頻運(yùn)行指示電路包括依次串聯(lián)連接的KM2的常開(kāi)輔助觸頭和指示燈HR2，當(dāng)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，指示燈HG亮；所述故障指示電路包括依次串聯(lián)連接的中間繼電器KA2的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)和指示燈HY2，所述中間繼電器KA2的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)還并聯(lián)后熱繼電器FR1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)，當(dāng)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，電機(jī)過(guò)熱時(shí)，繼電器FR1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，指示燈HY1亮，當(dāng)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，發(fā)生故障時(shí)，變頻器Y1觸頭輸出控制中間繼電器KA2的線圈得電，指示燈HY1亮。

如圖4所示，電動(dòng)抱閘控制電路，所述電動(dòng)抱閘控制電路包括依次串聯(lián)連接于AC220v電源線之間的抱閘線圈控制電路和抱閘線圈，抱閘線圈控制電路包括相互并聯(lián)的抱閘線圈工頻控制電路和抱閘線圈變頻控制電路，所述抱閘線圈工頻控制電路設(shè)有接觸器KM2的常閉輔助觸點(diǎn)，所述抱閘線圈變頻控制電路設(shè)有依次串聯(lián)連接的接觸器KM3常閉輔助觸點(diǎn)和第二PLC輸出點(diǎn)。

抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，接觸器KM2線圈失電，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，抱閘線圈得電，啟動(dòng)電動(dòng)抱閘；抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，PLC模塊首先控制第一PLC輸出點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM3線圈失電，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，PLC模塊再控制第二PLC輸出點(diǎn)閉合，抱閘線圈得電，啟動(dòng)電動(dòng)抱閘。

PLC模塊控制第二PLC輸出點(diǎn)閉合的條件為2.5m<X<4.36m，所述X表示選點(diǎn)相對(duì)下死點(diǎn)位移，的計(jì)算公式如下：X＝a(θ-θ₀)，公式中a表示抽油機(jī)游梁前臂長(zhǎng)，本實(shí)施例中a＝3m，θ表示游梁與垂直方向的夾角，通過(guò)載荷和角位移傳感器檢測(cè)獲得，θ₀表示下死點(diǎn)時(shí)游梁與垂直方向的夾角。

通過(guò)電動(dòng)抱閘的方式進(jìn)行停機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)停機(jī)時(shí)的精確定位控制。

如圖1～5所示，一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制方法，包括如下步驟：

閉合旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA0，并將旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1轉(zhuǎn)到3、4觸頭一端將其接通，PLC模塊通過(guò)數(shù)字量輸入模塊讀取到旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1的3、4觸頭一端接通的狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能控制模式；在一個(gè)預(yù)熱周期后(預(yù)熱周期為系統(tǒng)自檢時(shí)間和警示用報(bào)警時(shí)間之和，本實(shí)施例中預(yù)熱周期為5min)，PLC模塊通過(guò)模擬量輸入模塊讀取稱(chēng)重傳感器采集的續(xù)液重量值，此時(shí)，續(xù)液重量值為20kg，然后將該值與預(yù)熱稱(chēng)重(預(yù)熱稱(chēng)重根據(jù)油井實(shí)際產(chǎn)液量確定，本實(shí)施例中預(yù)熱稱(chēng)重為10kg)比較，大于預(yù)熱稱(chēng)重，PLC模塊通過(guò)變頻器啟動(dòng)抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)抽油機(jī)開(kāi)始工作；

在一個(gè)運(yùn)行周期(本實(shí)施例中抽油機(jī)第一次運(yùn)行的運(yùn)行周期為5，并從抽油機(jī)第二次運(yùn)行開(kāi)始，每次運(yùn)行結(jié)束后，運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)均進(jìn)行優(yōu)化學(xué)習(xí))后，PLC模塊通過(guò)模擬量輸入模塊讀取稱(chēng)重傳感器采集的續(xù)液重量值，此時(shí)，續(xù)液重量值為14kg，然后將該值與停機(jī)稱(chēng)重(停機(jī)稱(chēng)重根據(jù)油井實(shí)際產(chǎn)液量確定，本實(shí)施例中停機(jī)稱(chēng)重為10kg)比較，大于停機(jī)稱(chēng)重；然后PLC模塊通過(guò)RS485總線讀取智能電表采集的抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相電流、功率因數(shù)、下沖程最大電流和上沖程最大電流，其中相電流的值為10A，功率因數(shù)的值為0.4，并計(jì)算平衡度的值為105(平衡度的計(jì)算公式為：平衡度＝下沖程最大電流/上沖程最大電流*100％)，然后根據(jù)上述參數(shù)判斷抽油機(jī)是否處于輕載狀態(tài)(判斷抽油機(jī)處于輕載運(yùn)行狀態(tài)需同時(shí)滿(mǎn)足以下三個(gè)條件：平衡度<85％或平衡度>115％，抽油機(jī)相電流<9A，抽油機(jī)功率因數(shù)<0.3)，85％<平衡度<115％，相電流為>9A，功率因數(shù)>0.3，判斷抽油機(jī)未處于輕載狀態(tài)；

抽油機(jī)繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)運(yùn)行周期后，判斷續(xù)液重量和抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)載狀態(tài)是否滿(mǎn)足上述條件，若滿(mǎn)足上述條件則抽油機(jī)繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)運(yùn)行周期后繼續(xù)重復(fù)上述判斷，若不滿(mǎn)足上述條件則PLC模塊通過(guò)變頻器關(guān)閉抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并使用電動(dòng)抱閘的方式進(jìn)行制動(dòng)，然后在一個(gè)停機(jī)周期(停機(jī)稱(chēng)重根據(jù)油井實(shí)際產(chǎn)液量確定，本實(shí)施例中停機(jī)周期為10min)后，PLC模塊通過(guò)模擬量輸入模塊讀取稱(chēng)重傳感器采集的續(xù)液重量值，然后將續(xù)液重量值與預(yù)熱稱(chēng)重比較，并重復(fù)上述步驟。

本實(shí)施例中抽油機(jī)第一次總共運(yùn)行了3個(gè)運(yùn)行周期，第二次總共運(yùn)行了4個(gè)運(yùn)行周期，抽油機(jī)第二次運(yùn)行結(jié)束后，運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化學(xué)習(xí)計(jì)算，計(jì)算公式為：T″＝T(nT)/(mT')，公式中T″表示此次抽油機(jī)運(yùn)行結(jié)束運(yùn)行周期優(yōu)化學(xué)習(xí)后的時(shí)長(zhǎng)(本實(shí)施例中T″為抽油機(jī)第二次運(yùn)行結(jié)束運(yùn)行周期優(yōu)化學(xué)習(xí)后的時(shí)長(zhǎng))，n表示抽油機(jī)此次運(yùn)行總共運(yùn)行的周期數(shù)(本實(shí)施例中n為抽油機(jī)第二次運(yùn)行總共運(yùn)行的周期數(shù)，即n為4)，T表示抽油機(jī)此次運(yùn)行的運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)(本實(shí)施例中T為抽油機(jī)第二次運(yùn)行的運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)，即T為5min)，m表示抽油機(jī)上一次運(yùn)行總共運(yùn)行的周期數(shù)(本實(shí)施例中m為抽油機(jī)上一次運(yùn)行總共運(yùn)行的周期數(shù)，即m為3)，T'表示抽油機(jī)上一次運(yùn)行的運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)(本實(shí)施例中T'為抽油機(jī)第一次運(yùn)行的運(yùn)行周期的時(shí)長(zhǎng)，即T'為5min)，根據(jù)上述公式及參數(shù)計(jì)算T″(本實(shí)施例中T″為抽油機(jī)第二次運(yùn)行結(jié)束運(yùn)行周期優(yōu)化學(xué)習(xí)后的時(shí)長(zhǎng))為6.7min。

若在抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，斷開(kāi)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA0或?qū)⑿D(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1轉(zhuǎn)到1、2觸頭一端斷開(kāi)3、4觸頭一端則抽油機(jī)直接跳出節(jié)能控制模式，若通過(guò)HMI或上位監(jiān)控終端關(guān)閉抽油機(jī)，則抽油機(jī)在運(yùn)行完當(dāng)前運(yùn)行周期后跳出節(jié)能控制模式。

本實(shí)施例的一種油田抽油機(jī)節(jié)能控制方法，通過(guò)判斷續(xù)液重量是否大于預(yù)熱稱(chēng)重確定是否啟動(dòng)抽油機(jī)，在抽油機(jī)工作一個(gè)運(yùn)行周期后，依次判斷續(xù)液重量是否大于停機(jī)稱(chēng)重和抽油機(jī)是否處于輕載狀態(tài)，若續(xù)液重量不大于停機(jī)稱(chēng)重或抽油機(jī)處于輕載狀態(tài)則關(guān)閉抽油機(jī)，并在一個(gè)停機(jī)周期后啟動(dòng)抽油機(jī)，在關(guān)閉抽油機(jī)后進(jìn)行運(yùn)行周期的優(yōu)化學(xué)習(xí)，反之若續(xù)液重量大于停機(jī)稱(chēng)重且抽油機(jī)不處于輕載狀態(tài)，且系統(tǒng)未結(jié)束運(yùn)行，則抽油機(jī)繼續(xù)工作一個(gè)運(yùn)行周期重復(fù)上述判斷，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)自動(dòng)間歇自尋優(yōu)的運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能控制的目的。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。