一種示功圖與動液面結合的抽油泵變頻控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制方法及裝置，屬于油田數字化檢測與控制技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著節能技術的發展，油田抽油栗變頻節能技術已得到廣泛應用，但由于受到油井井況復雜以及井下條件的限制，變頻控制方法還局限于手動或者單一參數檢測控制方式，抽油栗變頻控制未能達到滿意的節能效果。常用變頻控制方法有地面示功圖推算井下栗充滿度，依據栗充滿度大小自動調節變頻輸出，以及通過電動機電能效率或檢測動液面深度等控制變頻輸出，上述兩種方法的不足是只把一種參數檢測的結果作為變頻控制的來源與依據，不能真實反映抽油栗實際效能，因此所產生的節能效果也大打折扣。因此現有的油田抽油栗變頻控制方式還是不夠理想，還是不能滿足使用的需要。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制方法及裝置，以解決變頻控制輸入單一，節能效果不理想的技術問題，從而克服現有技術的不足。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:
本發明的一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制方法為，該方法是將示功圖采集單元采集到的示功圖數據和液面監測儀監測到的動液面數據同時輸入RTU或智能監控設備，RTU或智能監控設備根據示功圖推算出栗充滿度，結合液面監測儀獲得的抽油栗沉沒度判斷當前系統真實栗效，并將該栗效作為變頻調節的有效輸入，進而決定變頻器頻率輸出結果從而克服單一檢測參數帶來的測量誤差，使得抽油栗電機能夠達到最佳的節能效果。
[0005]前述方法中，所述示功圖采集單元包括安裝在驢頭懸繩器處的載荷傳感器和安裝在抽油栗橫梁支架處的角位移傳感器；示功圖采集單元通過載荷傳感器將壓力值轉換成模擬量值；示功圖采集單元通過角位移傳感器捕捉驢頭上下運動過程中橫梁角度，并將該角度值轉換成模擬量值；RTU或智能監控設備通過模擬量輸入接口采集載荷傳感器和角位移傳感器模擬量值。
[0006]前述方法中，所述液面監測儀安裝在抽油栗套管上，通過氣瓶充氣或放氣擊發，捕捉井下節箍波和液面波，得到油井液面曲線及動液面深度值，液面監測儀與RTU或智能監控設備之間雙向數據傳輸。
[0007]前述方法中，所述RTU或智能監控設備結合驢頭半徑，將橫梁角度變化值換算成懸繩器位移值，將載荷值和同步位移值組合形成地面示功圖，利用地面示功圖推算井下栗功圖，得到抽油栗充滿度。
[0008]前述方法中，所述RTU或智能監控設備利用與液面監測儀數之間的雙向數據傳輸獲取液面曲線及動液面深度值，并與栗掛深度比較，獲得抽油栗沉沒度。
[0009]前述方法中，所述抽油栗由變頻器輸出端供電，變頻器輸入端與50Hz AC380V電源連接；通過控制面板和RTU或智能監控設備控制變頻器實現抽油栗電機的手動、自動、遠程變頻調節功能。
[0010]前述方法中，所述變頻器依照控制面板中手動調節電位器輸出，或者通過RTU或智能監控設備變頻調節命令，執行相應頻率輸出，達到調節抽油栗電機轉速的目的。
[0011]前述方法中，所述RTU或智能監控設備與顯示模塊和無線模塊連接；通過顯示模塊顯示最大載荷、沖次、沖程、動液面深度等采集結果；通過無線模塊實現與上位機監控中心的遠程數據通訊；AC380V交流電源經電源模塊轉換為直流電源為系統提供工作電源。
[0012]按上述方法構成的本發明的一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制裝置為，該裝置包括RTU或智能監控設備，RTU或智能監控設備的通訊接口與液面監測儀、無線模塊和變頻器連接；RTU或智能監控設備的輸入端與示功圖采集單元和控制面板連接，控制面板經變頻器和邏輯控制單元與抽油栗連接；RTU或智能監控設備的輸出端與顯示模塊和邏輯控制單元連接。
[0013]前述裝置中，所述示功圖采集單元包括載荷傳感器和角位移傳感器，載荷傳感器和角位移傳感器分別與RTU或智能監控設備的輸入端連接；所述邏輯控制單元包括繼電器和交流接觸器；繼電器的線圈控制端與控制面板和RTU或智能監控設備的輸出端連接，繼電器的輸出端與交流接觸器的線圈控制端連接，交流接觸器的輸出端與抽油栗連接。
[0014]由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比，本發明將示功圖與動液面相結合作為變頻控制輸入依據，有效地克服了單一檢測參數帶來的測量誤差和誤調節。因此，本發明不僅具有測量精度高、調節可靠性好、節能效果顯著的優點，而且還具有結構簡單、并能夠實現手動、自動、遠程等不同方式下的變頻調節功能的優點。本發明特別適用于游梁式抽油栗變頻節能控制系統。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制方法，如圖1所示，該方法是將示功圖采集單元的數據和液面監測儀的數據同時輸入RTU或智能監控設備，RTU或智能監控設備根據示功圖推算出的栗充滿度結合液面監測儀獲得的抽油栗沉沒度，判斷當前系統栗效數據的真實性，并將真實栗效數據作為變頻調節的有效輸入，從而決定變頻器頻率輸出結果；以克服單一檢測參數帶來的測量誤差，確保抽油栗系統達到最佳節能效果。示功圖采集單元包括安裝在驢頭懸繩器處的載荷傳感器和安裝在抽油栗橫梁支架處的角位移傳感器；示功圖采集單元通過載荷傳感器將壓力值轉換成模擬量值；示功圖采集單元通過角位移傳感器捕捉驢頭上下運動過程中橫梁角度，并將該角度值轉換成模擬量值；RTU或智能監控設備通過模擬量輸入接口采集載荷傳感器和角位移傳感器模擬量值。液面監測儀安裝在抽油栗套管上，通過氣瓶充氣或放氣擊發，捕捉井下節箍波和液面波，得到油井液面曲線及動液面深度值，液面監測儀與RTU或智能監控設備之間雙向數據傳輸。RTU或智能監控設備結合驢頭半徑，將橫梁角度變化值換算成懸繩器位移值，將載荷值和同步位移值組合形成地面示功圖，利用地面示功圖推算井下栗功圖，得到抽油栗充滿度。RTU或智能監控設備利用與液面監測儀數之間的雙向數據傳輸獲取液面曲線及動液面深度值，并與栗掛深度比較，獲得抽油栗沉沒度。抽油栗電機由變頻器輸出驅動，變頻器輸入為50Hz AC380V井場電；通過控制面板和RTU或智能監控設備控制變頻器實現抽油栗電機的手動、自動、遠程變頻調節功能。變頻器依照控制面板中手動調節電位器輸出，或者通過RTU或智能監控設備變頻調節命令，執行相應頻率輸出，達到調節抽油栗電機轉速的目的。RTU或智能監控設備與顯示模塊和無線模塊連接；通過顯示模塊顯示最大載荷、沖次、沖程、動液面深度等采集結果；通過無線模塊實現與上位機監控中心的遠程數據通訊；通過電源模塊將AC380V交流電源轉換為直流電源，為系統提供工作電源。
[0017]按上述方法構成的本發明的一種示功圖與動液面結合的抽油栗變頻控制的裝置，如圖1所示，該裝置包括RTU或智能監控設備，RTU或智能監控設備的輸入端與示功圖采集單元和控制面板連接，R