專利名稱：抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于抽油井加熱系統(tǒng)，特別是關(guān)于抽油井加熱系統(tǒng)的控制，具體的講 是一種抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油田開發(fā)中，由于油質(zhì)過稠、含蠟高，使有桿泵抽油井在下行程時(shí)，抽油桿柱下行 阻力較大，造成光桿與抽油機(jī)驢頭打架，抽油井不能正常生產(chǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中，在有桿泵抽油 井上采用空心桿電纜加熱或電熱油管加熱，以降低抽油管柱中原油粘度，保證抽油管柱中 原油不凝固，減少上行程負(fù)荷，降低抽油桿柱下行阻力?，F(xiàn)有技術(shù)中的加熱系統(tǒng)采用連續(xù)加熱或人工手動(dòng)加熱，采用電加熱系統(tǒng)時(shí)，有時(shí) 即使抽油桿柱的下行阻力降低很多，電加熱系統(tǒng)還在繼續(xù)加熱，造成耗電量增加，浪費(fèi)能 源；而采用手動(dòng)加熱時(shí)，有時(shí)在阻力大需要加熱但系統(tǒng)并未加熱，使抽油桿柱下行阻力變 大，造成光桿與抽油機(jī)驢頭打架，嚴(yán)重時(shí)需維修作業(yè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種抽油井電加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 載荷信號(hào)采集裝置，根據(jù)抽油井中抽油機(jī)下行程由抽油桿柱的下行阻力引起的抽油機(jī)懸點(diǎn) 載荷值的變化生成載荷信號(hào)；控制裝置，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電加熱系統(tǒng)的抽油機(jī)懸點(diǎn)載 荷閾值和載荷信號(hào)采集裝置生成的載荷信號(hào)控制抽油井電加熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型利用抽油桿柱運(yùn)動(dòng)阻力引起抽油井的抽油桿柱瞬間載荷的變化控制 加熱系統(tǒng)的起停，使抽油井的電加熱系統(tǒng)的能耗降到最低。為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí) 施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本實(shí)用新型的抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例抽油井電加熱自動(dòng)控制方法的流程圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中傳感器的安裝示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制柜的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型公開了一種抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖1所示，為本實(shí)用新型 的抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)包括載荷信號(hào)采集裝置10，用于根據(jù) 所述的抽油井中抽油機(jī)下行程由抽油桿柱的下行阻力引起的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷值的變化生 成載荷信號(hào)；控制裝置20，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電加熱系統(tǒng)30的下行載荷信號(hào)閾值和載荷 信號(hào)采集裝置生成的載荷信號(hào)控制抽油井電加熱系統(tǒng)30。其中，如圖2所示控制裝置20包 括，信號(hào)輸入模塊201，數(shù)據(jù)處理控制模塊202及交流接觸器203，信號(hào)輸入模塊201接收用 戶設(shè)定的電加熱系統(tǒng)的下行載荷信號(hào)閾值，數(shù)據(jù)處理模塊，接收載荷信號(hào)采集裝置10發(fā)送 的載荷信號(hào)，根據(jù)載荷信號(hào)和用戶設(shè)定的載荷信號(hào)閾值生成控制命令；交流接觸器203，根 據(jù)控制命令控制電加熱系統(tǒng)的啟停。同時(shí)本實(shí)用新型還提供了一種抽油井電加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，如圖3所示， 為本實(shí)用新型實(shí)施例抽油井電加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法的流程圖包括步驟Sioi測量抽 油井中由抽油桿柱下行阻力生成的抽油機(jī)下行載荷值，并根據(jù)所測量的下行載荷值生成載 荷信號(hào)；步驟S102根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電加熱系統(tǒng)的載荷閾值和載荷信號(hào)控制所述的抽油井 電加熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型實(shí)施例公開的抽油井電加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用電阻應(yīng)變式傳感器 做為載荷信號(hào)采集裝置，當(dāng)井中的油稠或高含蠟時(shí)，抽油桿在下行程阻力變大，引起抽油機(jī) 懸點(diǎn)載荷變化，本實(shí)用新型即利用抽油桿柱運(yùn)動(dòng)過程中，由于阻力變化引起的抽油井的抽 油桿柱瞬間載荷的變化控制加熱系統(tǒng)的啟停，使抽油井的電加熱系統(tǒng)的能耗降到最低。下 面以具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對抽油井的電加熱系統(tǒng)的開啟與停止的自動(dòng)控制，本實(shí)用新 型具體實(shí)施例主要由三部分組成測力傳感器，控制柜以及交流接觸器，如圖4所示，為實(shí) 用新型具體實(shí)施例的示意圖，包括安裝于抽油機(jī)上的測力傳感器401，本實(shí)施例中的測力傳 感器即為電阻應(yīng)變式傳感器401。如圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的測力傳感器401的安 裝示意圖，電阻應(yīng)變式傳感器401安裝于抽油機(jī)的懸繩器上，該懸繩器包括緊固器(光桿卡 子)501，上盤502，下盤503、鋼絲繩504及光桿505。緊固器501卡裝在光桿505上，光桿 505下行時(shí)，電阻應(yīng)變式傳感器401的彈性元件通過緊固器501接收抽油桿柱因阻力變化引 起的載荷變化，電阻應(yīng)變式傳感器401的彈性元件將彈性應(yīng)力傳遞到電阻應(yīng)變式傳感器上 的電阻應(yīng)變計(jì)，然后利用測力傳感器401中的惠斯登電橋輸出相應(yīng)的電信號(hào)，測力傳感器 401將電信號(hào)傳送給控制柜402內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理控制電路，數(shù)據(jù)控制電路對傳感器401的載 荷信號(hào)進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換和量化，與預(yù)先設(shè)置的載荷信號(hào)閾值相比較，生成控制命令，具體 實(shí)施中，數(shù)據(jù)處理控制電路根據(jù)測試到的瞬間載荷值與預(yù)設(shè)的載荷信號(hào)閾值相比較，判斷 是否需要加熱，當(dāng)阻力引起瞬間載荷達(dá)到停止加熱值時(shí)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，交流接觸器403 斷開，抽油機(jī)加熱系統(tǒng)停止加熱，當(dāng)阻力引起瞬間載荷達(dá)到設(shè)定加熱值時(shí)數(shù)據(jù)處理控制電 路發(fā)出指令，交流接觸器403吸合，抽油井加熱系統(tǒng)開始加熱。[0019]如圖4所示，傳感器401通過電纜404與控制柜402相連，控制柜402控制交流 接觸器403的吸合或者斷開；控制柜402包括控制面板和位于控制柜內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理控制 電路，傳感器401把測量到的抽油桿柱下行阻力值生成抽油機(jī)下行懸點(diǎn)載荷值為電信號(hào)傳 遞給控制柜402內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理控制電路，通過安裝于控制柜402上的面板對加熱系統(tǒng)的 啟動(dòng)和關(guān)閉載荷進(jìn)行設(shè)定，數(shù)據(jù)處理控制電路根據(jù)用戶設(shè)定的載荷閾值和接受到的傳感器 401發(fā)送的載荷信號(hào)生成控制命令，根據(jù)數(shù)據(jù)處理控制電路生成的控制命令控制交流接觸 器3的吸合和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)對抽油井加熱系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止自動(dòng)控制。圖6所示為控制柜的結(jié) 構(gòu)示意圖。通過控制柜控制交流接觸器的吸合或者斷開，通過安裝于控制柜上的面板對加 熱系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉抽油桿柱瞬間載荷變化進(jìn)行設(shè)定，控制電路根據(jù)設(shè)定值控制交流接觸 器的吸合和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)對抽油井加熱系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止自動(dòng)控制。本實(shí)用新型提供了一種對現(xiàn)在的抽油井電加熱系統(tǒng)的開啟與停止實(shí)現(xiàn)用抽油桿 柱運(yùn)動(dòng)阻力引起抽油桿柱瞬間載荷變化傳感全自動(dòng)控制，避免在不需要加熱時(shí)進(jìn)行加熱和 需要加熱時(shí)沒有加熱所引起的能源浪費(fèi)，以及由其引起的經(jīng)濟(jì)損失。通過本控制系統(tǒng)達(dá)到 抽油井的節(jié)能降耗。本實(shí)用新型中應(yīng)用了具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以 上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的 一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜 上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種抽油井電加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括載荷信號(hào)采集裝置，用于根據(jù)所述的抽油井中抽油機(jī)下行程由抽油桿柱的下行阻力引 起的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷值的變化生成載荷信號(hào)；控制裝置，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電加熱系統(tǒng)的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷信號(hào)閾值和所述的載荷 信號(hào)采集裝置生成的載荷信號(hào)控制所述的抽油井電加熱系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的載荷信號(hào)采集裝置為電阻應(yīng)變式傳 感器，用于測量所述的抽油機(jī)的抽油桿柱在下行程中抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷值，并根據(jù)所述的抽 油機(jī)懸點(diǎn)載荷值的變化生成載荷信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的測量傳感器安裝于所述的抽油機(jī)的 懸繩系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制裝置包括信號(hào)輸入單元，用于接收用戶設(shè)定電加熱系統(tǒng)的下行載荷信號(hào)閾值；數(shù)據(jù)處理控制單元，用于接收所述的載荷信號(hào)采集裝置發(fā)送的載荷信號(hào)，并根據(jù)所述 的載荷信號(hào)和載荷信號(hào)閾值生成控制命令；交流接觸器，用于根據(jù)所述的控制命令控制所述的電加熱系統(tǒng)的啟停。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的交流接觸器設(shè)置于所述的電加熱系 統(tǒng)的內(nèi)部。
6 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的交流接觸器根據(jù)所述的控制命令吸 合或關(guān)閉，控制所述的電加熱系統(tǒng)的啟動(dòng)或停止。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種抽油井電加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷信號(hào)采集裝置，用于測量抽油井中由抽油桿柱的下行阻力生成的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷值，根據(jù)抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷值生成載荷信號(hào)；控制裝置，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電加熱系統(tǒng)的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷信號(hào)閾值和載荷信號(hào)采集裝置生成的載荷信號(hào)控制所述的抽油井電加熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型利用抽油桿柱運(yùn)動(dòng)阻力引起抽油井的抽油桿柱瞬間載荷的變化控制加熱系統(tǒng)的啟停，使抽油井的電加熱系統(tǒng)的能耗降到最低。
文檔編號(hào)E21B47/00GK201934061SQ20112000545
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者劉濤, 劉瑞珍, 劉秀蘭, 劉繼海, 吳慶莉, 吳非, 孫古華, 孟月月, 張新委, 徐兆強(qiáng), 李輝, 李鴻程, 王建文, 王萍, 羅恩勇, 胡陽陽, 趙雅麗, 鄧斌, 靳建光, 黃小釗 申請人:中國石油天然氣股份有限公司