专利名称：三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制装置，特别是涉及一种三相直线马 达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置。
背景技术：
当前最普遍的人工升举石油开采抽取的装置为游梁式采油装置， 而游梁式采油装置是将潜油泵置入油井中而在地面上以旋转式马达带 动连接于潜油泵的抽油杆使潜油泵上下运行而将油井中液体抽取到地 面上。现有的潜油泵皆是设成在地面上由人工调整控制潜油泵的冲数， 细言之油井中的液面深度会因地质构造造成液体流通到油井中的流 速经常变化使潜油泵在液面下的深度，也就是潜油泵的沉没度，随之 经常变化，现有的控制方式皆是以人工现场侦测油井中液面深度，从 而计算出潜油泵的沉没度，而根据潜油泵沉没度的侦测结果对游梁式 抽油装置做冲数调整以达到较佳抽油状态。然而对游梁式抽油装置做 冲数调整时需停机因而减少产油量，并且调整工作繁杂，而且冲数的 改变受游梁式抽油机级数设计的限制只能做级数改变，无法做无级数 连续冲数调整。先前所发明的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装
置(美国专利US 7316270)主要由三相直线马达和双作用泵组成，三相 直线马达和双作用泵在液面下而由三相马达驱动双作用泵将井中液体 经由输油管抽汲至地面。采用此三相直线马达驱动潜油泵的油田采油 装置允许通过自动控制系统依井况变化自动有效的管理直线马达的运 行，连续式无级调整抽油快慢，甚至暂时停止抽油，以达到最大的抽 油经济效果并避免直线马达和双作用泵因沉没度太小而受损。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种三相直线马达驱动潜油泵的油 田采油装置的自动控制装置，其将驱动潜油泵的油田采油装置中的三
相直线马达连设一电力自动控制的电路装置，并设有油井液面深度侦 测装置，而得自动测知油井液面深度，并控制直线马达在液面下较深 时抽油速度较快，直线马达在液面下较浅时抽油速度较慢，以达到油 深时增进抽油效率，油浅时防止空抽造成损坏直线马达的功效。
为达到上述目的，本实用新型提供一种三相直线马达驱动潜油泵 的油田采油装置的自动控制装置，其设成三相直线马达连设有直线马 达电源供应电路，直线马达电源供应电路具有三相整流器、充电电阻、 滤波器、绝缘栅双极晶体管供给直线马达电源，并设有微电脑处理器、 绝缘栅双极晶体管驱动电路、电流侦测电路、液面深度侦测器、功能 设定及状态显示电路、电路电源供应电路；其绝缘栅双极晶体管驱动
电路连接微电脑处理器、直线马达电源供应电路的绝缘栅双极晶体管，
而得控制直线马达启动、运行速度、停止；其电流侦测电路连接于微 电脑处理器、直线马达电源供应电路前的比流器，而得测知直线马达 运行时的电流值，并将此电流值讯号提供给微电脑处理器做为直线马 达过电流保护的依据；其液面深度侦测器是连接于微电脑处理器，得 测知油井中液面的深度，并提供油井中液面深度信号给微电脑处理器 做为控制直线马达的依据；其功能设定及状态显示电路是连接于微电 脑处理器，而得设定系统功能参数并显示系统状态，其电路电源供应 电路则提供整体电路的电源。
上述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置 中，直线马达电源供应电路是数个二极管构成三相整流器、数个电阻 及电容器构成滤波器、三组绝缘栅双极晶体管，各绝缘栅双极电晶体 是由二开关晶体及数个电阻、电容、二极管构成，三相整流器得将三 相交流电整流呈直流电，三组绝缘栅双极电晶体得控制直线马达电源 的启动、上下运行速度、停止。
上述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置 中，该绝缘栅双极电晶体驱动电路，是由三组的正反器、光藕合晶体、 绝缘栅双极晶体管驱动器、及数个电阻所构成，其连接于三相直线马 达的绝缘栅双极晶体管，而得控制绝缘栅双极晶体管的导通与断路， 进而控制直线马达的运行、停止、及运行速度。
上述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置
中，该电流侦测电路是由三组的放大器、数个电阻、电容、可调电阻 所构成，其连接于直线马达电源供应电路前的比流器，而得测知直线 马达运行时的电流大小提供给微电脑处理器。
上述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置
中，功能设定及状态显示电路可采用LED显示灯或LCD显示屏，采 用LED显示时是具有LED显示灯、数个电阻，二极管，按键、及晶 体管所构成，而得由按键输入设定所需控制的信号，并由LED显示系 统状态而采用LCD显示屏是具有LCD显示屏、数个电阻、数个按键 所构成，而得由按键输入设定所需控制的讯号，并由LCD显示系统状 态；功能设定及状态显示电路亦可采用LED和LCD并用。
上述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置 中，设有温度侦测器、蜂鸣器、光电驱动继电器电路，光电驱动继电 器电路一端连接于微电脑处理器，另一端连接于散热风扇、充电电阻 旁路电磁开关、主电磁开关由微电脑处理器控制散热风扇、充电电阻 开关、主电磁开关。
本实用新型的有益效果是本实用新型具有"油井中油量多时自动 控制增快直线马达运行速度加速抽油速度、油量较少时直线马达呈慢 速"、"油井中油量不足时，停止直线马达运行，而得保护直线马达"、"油 井中油量恢复足够时，自动启动直线马达运行回复抽油"等功效，达到 极佳的实用性与增进功效。
图l是本实用新型结构方块图2是本实用新型直线马达电源供应电路的线路结构图； 图3是本实用新型驱动电路的线路结构图； 图4是本实用新型电流侦测电路的线路结构图； 图5是本实用新型电路电源供应电路的线路结构图； 图6是本实用新型光电驱动电路的线路结构图； 图7是本实用新型采用LED显示的功能设定及状态显示电路的线 路结构图8是本实用新型采用LCD显示的功能设定及状态显示电路的线路结构图。
主要元件符号说明-20直线马达电源供应电路
21三相整流器 22充电电阻 23滤波器 30微电脑处理器 40绝缘栅双极晶体管驱动电路 50电流侦测电路 60电路电源供应电路 70温度侦测器 80蜂鸣器
90光电驱动继电器电路 91充电电阻旁路电磁开关 100功能设定及状态显示电路 110液面深度侦测器 Ul、 U2、 U3光敏晶体管 U4、 U5、 U6、 U7、 U8稳压晶体 DR1、 DR2、 DR3绝缘栅双极晶体管驱动器 IGBT1、 IGBT2、 IGBT3绝缘栅双极晶体管
具体实施方式
请参阅图1至图8，设成驱动潜油泵的直线马达M连设有一自动控 制装置包含有直线马达电源供应电路20具有三相整流器21、充电电 阻22、滤波器23、绝缘栅双极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT3供给直 线马达M电源，并设有微电脑处理器30、绝缘栅双极晶体管驱动电路 40、电流侦测电路50、液面深度侦测器110、功能设定及状态显示电 路IOO、电路电源供应电路60;其绝缘栅双极晶体管驱动电路40连接 于微电脑处理器30与直线马达电源供应电路20的绝缘栅双极晶体管 IGBT1、 IGBT2、 IGBT3之间，而得控制直线马达M启动、上下运行 速度、停止；其电流侦测电路50连接于微电脑处理器30与直线马达
R电阻 VR可调电阻 D 二极管 C电容
Ql、 Q2开关晶体 M直线马达 TQ1、 TQ2正反器 Q3、 Q4光藕合晶体 OPl、 0P2放大器 CT比流器 Q5晶体管 S按键
RL1、 RL2、 RL3继电器 Tl、 T2变压器
电源供应电路20前的比流器CT之间，而得测知直线马达M运行时的 电流值,并将此电流值信号提供给微电脑处理器30做为直线马达M过 电流保护的依据；其液面深度侦测器110是连接于微电脑处理器30， 得测知油井中液面的深度，并提供液面深度信号给微电脑处理器30做 为控制直线马达M运行状态的依据；其功能设定及状态显示电路100 系连接于微电脑处理器30，而得设定系统功能参数并显示功能设定与 运行状态，其电路电源供应电路60则提供整体电路的电源；另，设有 温度侦测器70、蜂鸣器80、光电驱动继电器电路90,此光电驱动继电 器电路卯 一端连接于微电脑处理器30而另一端连接于散热风扇、充 电电阻旁路电磁开关、主电磁开关，温度侦测器70得测知绝缘栅双极 晶体管的温度，当绝缘栅双极晶体管的温度偏高时微电脑处理器30会 启动连接于散热风扇的继电器以启动散热风扇增强散热效果，如果散 热风扇还无法得到所需的散热效果则微电脑处理器30会进而启动连接 于主电磁开关的继电器以关闭主电磁开关而停止直线马达运行并同时 启动连接于蜂鸣器80的继电器以启动蜂鸣器80发出警告声。充电电 阻旁路电磁开关由光电驱动继电器电路卯中的控制充电电阻旁路继电 器控制，当直线马达电源开启时微电脑处理器30会通过光电驱动继电 器电路90中的控制充电电阻旁路继电器关掉充电电阻旁路开关使整流 器输出的直流电经过充电电阻22再输入滤波器23以减缓滤波器23中 电容器的充电速度，电容器约充电60%后微电脑处理器30会通过光电 驱动继电器电路90中的控制充电电阻旁路继电器打开充电电阻旁路开 关使整流器输出的直流电不再经过充电电阻22而直接通到滤波器23。 整流器输出的直流电经过充电电阻时微电脑处理器30不会启动绝缘栅 双极晶体管驱动电路40因此滤波器23中的电容器经过充电电阻充电 时直线马达不会启动。
本实用新型的直线马达电源供应电路20的线路结构，可实施呈如 图2所示，具有数个二极管D构成三相整流器21、充电电阻22、数个 电阻R及电容C构成滤波器23、三组绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、 IGBT3，各绝缘栅双极电晶体是由二开关晶体Q1、 Q2及数个电阻R、 电容C、 二极管D构成，三相整流器21得将三相交流电整流呈直流电， 三组绝缘栅双极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT3得控制直线马达M电
源的断路、导通。在电源开启时充电电阻22可以减缓滤波器23中电 容器的充电速度，当电容器充电约60%后整流器21输出的直流电不再 经过充电电阻22而经过旁路直接通到滤波器23。
本实用新型的绝缘栅双极晶体管驱动电路40的线路结构，可实施 如图3所示，是由三组的正反器TQ1、 TQ2、光藕合晶体Q3、 Q4、绝 缘栅双极晶体管驱动器DR1、 DR2、 DR3及数个电阻R和电容C所构 成，其连接于直线马达M的三相绝缘栅双极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT2，而得控制绝缘栅双极晶体管导通、断路，进而控制直线马达的 启动、运行速度、停止。
本实用新型的电流侦测电路50的线路结构，可实施呈如图4所示， 是由三组的放大器OPl、 0P2、数个电阻R、电容C，可调电阻VR 所构成，其连接于直线马达电源供应电路20前电源的比流器CT，而 得测知直线马达M运行时的电流大小，提供给微电脑处理器30做过 载保护的依据。
本实用新型的电路电源供应电路60的线路结构，可实施呈如图5 所示，系具有变压器T1、 T2而设有三组由数个二极体D构成的桥式 整流、稳压晶体，得供应整体电路的直流电源。
本实用新型的光电驱动继电器电路90的线路结构，可实施呈如图 6所示，是由三组光敏晶体管U1、 U2、 U3、继电器RL1、 RL2、 RL3、 二极管D、电阻R、电容C所构成，得驱动散热风扇旋转帮助散热、 控制充电电阻旁路电磁开关的导通、及控制主电磁开关。
本实用新型的功能设定及状态显示电路100的线路结构可采用 LED显示如图7所示或LCD显示如图8所示，图7是具有LED显示 灯、数个电阻R、 二极管D、按键S、及晶体管Q5所构成，而得由按 键S输入设定所需控制的信号，并由LED显示系统状态。图8是具有 LCD显示屏、数个电阻R、数个按键S、及可调电阻VR所构成，而得 由按键S输入设定所需控制的信号，并由LCD显示系统状态。功能设 定及状态显示电路亦可采用LED和LCD并用。
本实用新型的作用、功效是直线马达M连结于潜油泵的上端， 直线马达M上下运行时可连动潜油泵上下动作而抽油。而直线马达M 的动作，是经由微电脑处理器30发出控制信号令绝缘栅双极晶体管驱
动电路40动作，再使绝缘栅双极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT3导通
令直线马达M得到电源而运行。直线马达M运行时，具有电流侦测电 路50随时侦测直线马达M的电流值、温度侦测器70随时监测绝缘栅 双极晶体管的温度、液面深度侦测器110随时监测油井中液面深度。
液面深度侦测器110将测得的油井中液面深度提供给微电脑处理 器30，由微电脑处理器30依直线马达在油井中深度自动计算出直线马 达在液面下的深度，亦即直线马达的沉没度。如果沉没度很大时微电 脑处理器30可以使直线马达运行速度加快而使潜油泵增快抽油速度， 如此可得增进采油效率。当沉没度变小时微电脑处理器30可以使直线 马达运行速度减缓而使潜油泵减缓抽油速度以维持油井出油量与抽油 量的平衡，避免直线马达因沉没度太小而造成干抽以致直线马达受损。 如果油井出油量过慢直线马达沉没度低于所设定最小沉没度时微电脑 处理器30会使直线马达停止运行，当直线马达沉没度再度超过所设定 最小沉没度时再自动启动直线马达进行抽油。
电流侦测电路50随时监测直线马达运行时电流大小并将信号传给 微电脑处理器30。如果直线马达运行电流超过所设定允许值时微电脑 处理器30会启动过载保护功能而使直线马达停止并起动蜂鸣器发出警 告信号。当温度侦测器70测得绝缘栅双极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT3温度偏高时，微电脑处理器30会启动散热风扇以增强绝缘栅双 极晶体管IGBT1、 IGBT2、 IGBT3的散热效果，如果散热风扇的运转 还无法得到所需的散热效果则微电脑处理器30会进而关闭主电磁开关 而停止直线马达的运行并同时令蜂鸣器80发出警告声。
由上述说明可知，本实用新型具有"油井中油量多时自动控制增快 直线马达运行速度加速抽油速度、油量较少时直线马达呈慢速"、"油 井中油量不足时，停止直线马达运行，而得保护直线马达"、"油井中 油量恢复足够时，自动启动直线马达运行回复抽油"等功效，达到极佳 的实用性与增进功效。
权利要求1、一种三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置，其特征在于设成三相直线马达连设有直线马达电源供应电路，直线马达电源供应电路具有三相整流器、充电电阻、滤波器、绝缘栅双极晶体管供给直线马达电源，并设有微电脑处理器、绝缘栅双极晶体管驱动电路、电流侦测电路、液面深度侦测器、功能设定及状态显示电路、电路电源供应电路；其绝缘栅双极晶体管驱动电路连接微电脑处理器、直线马达电源供应电路的绝缘栅双极晶体管，而得控制直线马达启动、运行速度、停止；其电流侦测电路连接于微电脑处理器、直线马达电源供应电路前的比流器，而得测知直线马达运行时的电流值，并将此电流值讯号提供给微电脑处理器做为直线马达过电流保护的依据；其液面深度侦测器是连接于微电脑处理器，得测知油井中液面的深度，并提供油井中液面深度信号给微电脑处理器做为控制直线马达的依据；其功能设定及状态显示电路是连接于微电脑处理器，而得设定系统功能参数并显示系统状态，其电路电源供应电路则提供整体电路的电源。
2、 根据权利要求1所述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装 置的自动控制装置，其特征在于直线马达电源供应电路是数个二极 管构成三相整流器、数个电阻及电容器构成滤波器、三组绝缘栅双极 晶体管，各绝缘栅双极电晶体是由二开关晶体及数个电阻、电容、二 极管构成，三相整流器得将三相交流电整流呈直流电，三组绝缘栅双 极电晶体得控制直线马达电源的启动、上下运行速度、停止。
3、 根据权利要求1所述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装 置的自动控制装置，其特征在于该绝缘栅双极电晶体驱动电路，是 由三组的正反器、光藕合晶体、绝缘栅双极晶体管驱动器、及数个电 阻所构成，其连接于三相直线马达的绝缘栅双极晶体管，而得控制绝 缘栅双极晶体管的导通与断路，进而控制直线马达的运行、停止、及 运行速度。
4、 根据权利要求1所述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装 置的自动控制装置，其特征在于该电流侦测电路是由三组的放大器、 数个电阻、电容、可调电阻所构成，其连接于直线马达电源供应电路 前的比流器，而得测知直线马达运行时的电流大小提供给微电脑处理 器。
5、 根据权利要求1所述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装 置的自动控制装置，其特征在于功能设定及状态显示电路可釆用LED显示灯或LCD显示屏，采用LED显示时是具有LED显示灯、数个电 阻，二极管，按键、及晶体管所构成，而得由按键输入设定所需控制 的信号，并由LED显示系统状态而采用LCD显示屏是具有LCD显示 屏、数个电阻、数个按键所构成，而得由按键输入设定所需控制的讯 号，并由LCD显示系统状态；功能设定及状态显示电路亦可采用LED 和LCD并用。
6、 根据权利要求1所述的三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装 置的自动控制装置，其特征在于设有温度侦测器、蜂鸣器、光电驱 动继电器电路，光电驱动继电器电路一端连接于微电脑处理器，另一 端连接于散热风扇、充电电阻旁路电磁开关、主电磁开关由微电脑处 理器控制散热风扇、充电电阻开关、主电磁开关。
专利摘要本实用新型公开了一种三相直线马达驱动潜油泵的油田采油装置的自动控制装置，其提供一种可感应油井液面深度而自动控制潜油泵抽油速度的控制装置；主要是驱动潜油泵的直线马达连设有一控制系统包含直线马达电源供应电路、微电脑处理器、绝缘栅双极晶体管驱动电路、电流侦测电路、电路电源供应电路、温度侦测器、光电驱动继电器电路、功能设定及状态显示电路、液面深度侦测器，而得感知直线马达在液面下较深时控制直线马达上下运行较快抽油速度较快，直线马达在液面下较浅时控制直线马达上下运行较慢抽油速较慢，而得最佳抽油效果并避免空抽造成直线马达的损坏。
文档编号H02P27/00GK201176924SQ20082000165
公开日2009年1月7日 申请日期2008年1月29日 优先权日2008年1月29日
发明者江庆章, 沈贵贤 申请人:骐成科技股份有限公司