潛油螺杆泵的動力系統的製作方法

2023-12-09 14:31:31

專利名稱：潛油螺杆泵的動力系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田中採油機的動力系統，具體涉及潛油螺杆泵的動力系統。
背景技術：
申請號為95226876的專利公開一種電動潛油螺杆泵，它的技術方案是把潛油調速電動機安裝在井下，通過電纜把電能引入井下的潛油調速電動機，潛油調速電動機直接驅動螺杆泵轉子。它的優點是節省了傳動機構，因此節能，還減少了設備開支。但它還存在的缺點是調速是人為進行設定速度，而人為設定的電動機轉速不一定最符合井底情況，而且靠人來時時監控電動機對人力資源也是個浪費。

發明內容
為了克服現有的潛油螺杆泵的電動機不能自動調速的缺陷，提供一種潛油螺杆泵的動力系統，它能自動調節電動機的轉速，以適應井底油液粘度的變化，以及調整螺杆泵的排量。本發明通過下述方案實現一種潛油螺杆泵的動力系統，它由同步永磁電動機5、位置傳感器6、信號傳輸線7、電纜2和控制器1組成，控制器1由指令發生器1-1、機械控制部1-2、電力控制部1-3和電流傳感器1-4組成，位置傳感器6裝設在同步永磁電動機5上用於拾取同步永磁電動機5的轉子的位置信號W或位置差分信號R，指令發生器1-1給機械控制部1-2發出指令信號Z，機械控制部1-2根據指令信號Z和位置傳感器6反饋來的位置信號W或位置差分信號R發出轉矩指令信號Y，電力控制部3根據轉矩指令信號Y、位置信號W或位置差分信號R以及電流傳感器1-4反饋回來的電流信號X輸出三相電流I給同步永磁電動機5，三相電流I通過電纜2輸出到同步永磁電動機5。本發明能通過指令發生器1-1改變指令信號Z發出的頻率，來完成對永磁電動機的無級調速，機械控制部採用PID運算方式求得轉矩指令信號的數值，使同步永磁電動機5的輸出功率和轉速能根據井中實際情況自行調節。以適應油液粘度的變化，調整螺杆泵的排量。由於本發明的電動機控制器能根據實際的油井情況實時調節電動機的轉速和輸出功率，所以能節省電能，降低採油成本。本發明具有設計合理、工作可靠和具有較大推廣價值的優點。


圖1是本發明的結構示意圖，圖2是本發明實施方式一中信號和電流的流程示意圖，圖3是實施方式二的結構示意圖，圖4是實施方式三的結構示意圖，圖5是實施方式四的結構示意圖。
具體實施例方式
一下面結合圖1和圖2具體說明本實施方式。它由同步永磁電動機5、位置傳感器6、信號傳輸線7、電纜2和控制器1組成，控制器1由指令發生器1-1、機械控制部1-2、電力控制部1-3和電流傳感器1-4組成，位置傳感器6裝設在同步永磁電動機5上用於拾取同步永磁電動機5的轉子的位置信號W或位置差分信號R，指令發生器1-1給機械控制部1-2發出指令信號Z，機械控制部1-2根據指令信號Z和位置傳感器6反饋來的位置信號W或位置差分信號R發出轉矩指令信號Y，電力控制部3根據轉矩指令信號Y、位置信號W或位置差分信號R以及電流傳感器1-4反饋回來的電流信號X輸出三相電流I給同步永磁電動機5，三相電流I通過電纜2輸出到同步永磁電動機5。在使用時，同步永磁電動機5與螺杆泵的轉子3相連接，以傳遞動力。
具體實施方式
二下面結合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，電力控制部1-3由電力控制器1-3-1和PWM控制器1-3-2組成，所述位置傳感器6是碼盤6-1，電力控制器1-3-1根據機械控制部1-2發出的轉矩指令信號Y、碼盤6-1發出的位置信號W或位置差分信號R和電流傳感器反饋回來的電流信號X發出電壓指令信號Q給PWM控制器1-3-2，PWM控制器1-3-2為同步永磁電動機5提供三相電流。由於電力控制器1-3-1採用了基於PI控制的矢量控制算法，所以同步永磁電動機5的輸出傳矩能完全與機械控制部1-2發出的轉矩指令信號Y相對應，使抽油機的抽油速度能夠得到符合井下實際情況的控制。
具體實施方式
三下面結合圖4具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，指令發生器1-1為速度指令發生器1-1-1，機械控制部1-2為速度控制器1-2-1，速度控制器1-2-1中採用PI控制算法。其它組成和連接關係與具體實施方式
四下面結合圖5具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，指令發生器1-1為位置指令發生器1-1-2，機械控制部1-2由位置控制器1-2-2和速度控制器1-2-3組成。位置控制器1-2-2接收位置指令發生器1-1-2發出的指令信號Z和位置傳感器6反饋來的位置信號W或位置差分信號R給速度控制器1-2-3發出控制信號C。其它組成和連接關係與實施方式一相同。本實施方式不僅使電動機的轉速控制得符合要求，而且位置控制得也較精確。位置控制器1-2-2中採用比例控制算法，速度控制器1-2-3中採用PI控制算法，電力控制部1-3採用基於PI控制的矢量控制算法。
權利要求
1.一種潛油螺杆泵的動力系統，其特徵是它由同步永磁電動機(5)、位置傳感器(6)、信號傳輸線(7)、電纜(2)和控制器(1)組成，控制器(1)由指令發生器(1-1)、機械控制部(1-2)、電力控制部(1-3)和電流傳感器(1-4)組成，位置傳感器(6)裝設在同步永磁電動機(5)上用於拾取同步永磁電動機(5)的轉子的位置信號W或位置差分信號R，指令發生器(1-1)給機械控制部(1-2)發出指令信號Z，機械控制部(1-2)根據指令信號Z和位置傳感器(6)反饋來的位置信號W或位置差分信號R發出轉矩指令信號Y，電力控制部(3)根據轉矩指令信號Y、位置信號W或位置差分信號R以及電流傳感器(1-4)反饋回來的電流信號X輸出三相電流I給同步永磁電動機(5)，三相電流I通過電纜(2)輸出到同步永磁電動機(5)。
2.根據權利要求1所述的潛油螺杆泵的動力系統，其特徵是電力控制部(1-3)由電力控制器(1-3-1)和PWM控制器(1-3-2)組成，所述位置傳感器(6)是碼盤(6-1)，電力控制器(1-3-1)根據機械控制部(1-2)發出的轉矩指令信號Y、碼盤(6-1)發出的位置信號W或位置差分信號R和電流傳感器反饋回來的電流信號X發出電壓指令信號Q給PWM控制器(1-3-2)，PWM控制器(1-3-2)為同步永磁電動機(5)提供三相電流。
3.根據權利要求1所述的潛油螺杆泵的動力系統，其特徵是指令發生器(1-1)為速度指令發生器(1-1-1)，機械控制部(1-2)為速度控制器(1-2-1)，速度控制器(1-2-1)中採用PI控制算法。
4.根據權利要求1所述的潛油螺杆泵的動力系統，其特徵是指令發生器(1-1)為位置指令發生器(1-1-2)，機械控制部(1-2)由位置控制器(1-2-2)和速度控制器(1-2-3)組成，位置控制器(1-2-2)接收位置指令發生器(1-1-2)發出的指令信號Z和位置傳感器(6)反饋來的位置信號W或位置差分信號R給速度控制器(1-2-3)發出控制信號C。
全文摘要
本發明公開一種潛油螺杆泵的動力系統。它由同步永磁電動機(5)、位置傳感器(6)、信號傳輸線(7)、電纜(2)和控制器(1)組成，控制器(1)由指令發生器(1－1)、機械控制部(1－2)、電力控制部(1－3)和電流傳感器(1－4)組成，位置傳感器(6)裝設在同步永磁電動機(5)上用於拾取同步永磁電動機(5)的轉子的位置信號W或位置差分信號R，指令發生器(1－1)給機械控制部(1－2)發出指令信號Z，機械控制部(1－2)根據指令信號Z和位置傳感器(6)反饋來的位置信號W或位置差分信號R發出轉矩指令信號Y，電力控制部(3)輸出三相電流I給同步永磁電動機(5)。本發明的電動機控制器能根據實際的油井情況實時調節電動機的轉速和輸出功率，所以能節省電能，降低採油成本。
文檔編號F04D3/02GK1554870SQ20031010778
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年12月26日
發明者郝雙暉, 郝明暉 申請人:哈爾濱工業大學