一种基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统的制作方法

1.一种基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，属于石油装备控制技术领域。


背景技术：

2.在现有技术中，抽油机的示功图类型需通过人工依据经验进行诊断，然后通过计算充满度来修正抽油机的冲次，但是油井数量基数大、交通不便等原因，及时性和准确性得不到保障，进一步导致抽油机无法运行在最佳冲次状态，抽油机的产油耗电比大大降低。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供通过嵌入式控制器通过角位移传感器以及载荷传感器对示功图类型诊断并计算泵的充满度，然后通过can总线向开关磁阻电机控制器发出控制指令，通过开关磁阻电机控制器控制开关磁阻电机的工作状态，实现了对抽油机冲次动态调节的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：包括嵌入式控制器，角位移传感器以及载荷传感器的输出端与模拟量采集模块的输入端相连，模拟量采集模块的输出端与嵌入式控制器的输入端相连，嵌入式控制器的输出端通过总线与开关磁阻电机控制器相连，开关磁阻电机控制器的输出端连接开关磁阻电机。
5.优选的，所述的模拟量采集模块包括模拟量输入端口、微处理器以及串口通讯端口，模拟量输入端口与微处理器相连，微处理器通过串口通讯端口与所述的嵌入式控制器相连。
6.优选的，所述的角位移传感器安装在抽油机油梁转轴正上方的油梁平面上，角位移传感器表面的箭头方向指向开关磁阻电机，并且与抽油机运动平面平行。
7.优选的，所述的载荷传感器安装在抽油机光杆悬点处，用于采集井下载荷大小。
8.优选的，在所述嵌入式控制器的输出端通过can总线与语音报警模块连接，嵌入式控制器的输入输出端口通过can总线与人机界面连接，dtu通讯模块的输出端口通过can总线与嵌入式控制器的输入端相连。
9.优选的，在所述开关磁阻电机控制器的输入端还连接有操作模块，操作模块包括开停机操作按钮、冲次调节旋钮以及模式选择开关。
10.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
11.在本基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统中，嵌入式控制器通过角位移传感器以及载荷传感器对示功图类型诊断并计算泵的充满度，然后通过can总线向开关磁阻电机控制器发出控制指令，通过开关磁阻电机控制器控制开关磁阻电机的工作状态，实现了对抽油机冲次的动态调节。
12.通过本本基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，能够自动根据示功图数据并智能化的分析诊断，自动调节电机转速或启动间抽功能，达到节能增产的效果，同时智能化，信息化也符合油田的发展方向，结合开关磁阻电机调速系统在抽油机上的节能效果，可以保障抽油机运行在最佳冲次状态，达到最高的产油耗电比，为油田增产增效提供有力的技术保障。
13.嵌入式控制器通过语音报警模块，启停抽油机前有语音告警提示，避免由于抽油机运行状态的变化造成事故。
附图说明
14.图1为基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统原理方框图。
具体实施方式
15.图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。
16.如图1所示，一种基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，包括角位移传感器以及载荷传感器，其中角位移传感器安装在抽油机油梁转轴正上方的油梁平面上，使角位移传感器表面的箭头方向指向游梁后方，即开关磁阻电机的方向，并且与抽油机运动平面平行，通过角位移传感器采集油杆位置。载荷传感器安装在抽油机光杆悬点处，用于采集井下载荷大小。
17.角位移传感器的信号输出端以及载荷传感器的信号输出端分别与数据采集模块的数据输入端相连。数据采集模块包括模拟量输入端口、微处理器以及串口通讯模块，模拟量输入端口与微处理器相连，微处理器与串口通讯模块相连。角位移传感器的信号输出端以及载荷传感器的信号输出端分别与数据采集模块内的模拟量输入端口连接，数据采集模块内的微处理器接收角位移传感器和载荷传感器采集的数据之后，形成示功图数据，并将施工图数据通过串口通讯端口发送至嵌入式控制器。
18.嵌入式控制器的输出端通过can总线与语音报警模块连接，嵌入式控制器的输入输出端口通过can总线与人机界面连接，dtu通讯模块的输出端口通过can总线与嵌入式控制器的输入端相连，嵌入式控制器通过dtu通讯模块与油田数字化监控系统相连。嵌入式控制器的输出端通过can总线开关与开关磁阻电机控制器连接。
19.开关磁阻电机控制器连接开关磁阻电机，在开关磁阻电机控制器的输入端还连接有操作模块，操作模块包括开停机操作按钮、冲次调节旋钮以及模式选择开关。
20.具体工作过程及工作原理如下：
21.抽油机在运行时，通过角位移传感器和载荷传感器分别对油杆位置和井下载荷大小的信号进行采集，然后角位移传感器和载荷传感器将采集到的信号送至模拟量采集模块中，数据采集模块内的微处理器接收角位移传感器和载荷传感器采集的数据之后，形成示功图数据，并将示功图数据通过串口通讯端口发送至嵌入式控制器。
22.嵌入式控制器根据示功图数据对示功图类型诊断并计算泵的充满度，然后通过can总线向开关磁阻电机控制器发出控制指令，通过开关磁阻电机控制器控制开关磁阻电机的工作状态，实现对抽油机冲次的动态调节。嵌入式控制器还通过语音报警模块，启停抽油机前有语音告警提示，避免由于抽油机运行状态的变化造成事故。
23.开关磁阻电机控制器除了根据嵌入式控制器的指令控制开关磁阻电机工作之外，还通过与其连接的操作模块，可以关闭动态调节冲次的功能，转换为人工调节、可以在人工调节模式下开停抽油机、调节抽油机冲次。
24.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。


技术特征：
1.一种基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：包括嵌入式控制器，角位移传感器以及载荷传感器的输出端与模拟量采集模块的输入端相连，模拟量采集模块的输出端与嵌入式控制器的输入端相连，嵌入式控制器的输出端通过总线与开关磁阻电机控制器相连，开关磁阻电机控制器的输出端连接开关磁阻电机。2.根据权利要求1所述的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：所述的模拟量采集模块包括模拟量输入端口、微处理器以及串口通讯端口，模拟量输入端口与微处理器相连，微处理器通过串口通讯端口与所述的嵌入式控制器相连。3.根据权利要求1所述的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：所述的角位移传感器安装在抽油机油梁转轴正上方的油梁平面上，角位移传感器表面的箭头方向指向开关磁阻电机，并且与抽油机运动平面平行。4.根据权利要求1所述的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：所述的载荷传感器安装在抽油机光杆悬点处，用于采集井下载荷大小。5.根据权利要求1所述的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：在所述嵌入式控制器的输出端通过can总线与语音报警模块连接，嵌入式控制器的输入输出端口通过can总线与人机界面连接，dtu通讯模块的输出端口通过can总线与嵌入式控制器的输入端相连。6.根据权利要求1所述的基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，其特征在于：在所述开关磁阻电机控制器的输入端还连接有操作模块，操作模块包括开停机操作按钮、冲次调节旋钮以及模式选择开关。

技术总结
一种基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统，属于石油装备控制技术领域。其特征在于：包括嵌入式控制器，角位移传感器以及载荷传感器的输出端与模拟量采集模块的输入端相连，模拟量采集模块的输出端与嵌入式控制器的输入端相连，嵌入式控制器的输出端通过总线与开关磁阻电机控制器相连，开关磁阻电机控制器的输出端连接开关磁阻电机。在本基于开关磁阻调速电机的抽油机冲次动态调节系统中，嵌入式控制器通过角位移传感器以及载荷传感器对示功图类型诊断并计算泵的充满度，然后通过CAN总线向开关磁阻电机控制器发出控制指令，通过开关磁阻电机控制器控制开关磁阻电机的工作状态，实现了对抽油机冲次的动态调节。实现了对抽油机冲次的动态调节。实现了对抽油机冲次的动态调节。


技术研发人员：王勤昌 王冬 李阳 王毅 贾明全
受保护的技术使用者：山东科汇电力自动化股份有限公司
技术研发日：2021.02.25
技术公布日：2021/10/8