抽油机智能型节能系统研究

论文摘要

游梁式抽油机是在我国油田中使用最广泛的采油设备,提高游梁式抽油机的运行效率,对降低低产油井的生产成本、提高产油量有重要意义。本文详细介绍了游梁式抽油机的工作原理,围绕游梁式抽油机进行节能降耗研究,对供液不足井和油田“大马拉小车”问题进行分析,阐明减少空抽是降低能耗、提高抽油机系统使用率和生产效率的有效途径。本文提出了基于电压控制的节能新方案,设计了一种游梁式抽油机的智能节能系统。该智能节能系统的硬件系统的设计以符合现场的功能和性能要求为原则,由AVR单片机ATmega32和电流、电压传感器的接口电路,键盘显示接口电路,SA4828三相SPWM波形发生芯片,IGBT变频控制电路相结合的设计,可实现抽油机的软起动及降速慢抽,同时还可防止抽油机频繁起动。软件的设计尽可能的做到设备的智能化,可自动监测、计算、设定慢抽和空抽停机参数,自动判断慢抽和空抽停机状况,在满足停机条件时立即慢抽或停机,慢抽后继续判断抽停机条件,当满足时立即停机。最后,为实现抽油机的串口通信,以及智能节能系统的故障异常处理作了一些软硬件的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪言
• 1.1 油田抽油方式简介
• 1.2 抽油机的工作原理
• 1.3 国内外游梁式抽油机发展概况及节能技术的研究
• 1.3.1 国内外游梁式抽油机的发展概况
• 1.3.2 游梁式抽油机节能分析
• 第二章 测试及分析
• 2.1 抽油机的采样测试
• 2.2 测试数据的分析
• 2.2.1 时域分析
• 2.2.2 频域分析
• 2.2.3 相关分析
• 2.3 功率因数的计算
• 第三章 节能方案的选择
• 3.1 抽油机的结构改造
• 3.2 智能控制型节能方案
• 3.2.1 抽油机抽油控制器
• 3.2.2 调压节能
• 3.3 电机节能方案的确定
• 3.4 交流调压的方式选择
• 3.4.1 交流调压的方法
• 3.4.2 电阻性电感性负载调压
• 3.4.3 三相交流调压的接线方法
• 第四章 智能节能抽油机系统的设计
• 4.1 AVR 单片机ATMEGA32 的系统设计
• 4.1.1 AVR 系列单片机
• 4.1.2 ATmega32 的特点
• 4.1.3 ATmega32 内部结构
• 4.1.4 ATmega32 的系统设计
• 4.2 电流电压传感器的接口设计
• 4.2.1 电流、电压传感器的原理及选择
• 4.2.2 电流、电压数据采集电路的设计
• 4.3 键盘及显示接口电路的设计
• 4.3.1 ZLG7290 的特点
• 4.3.2 ZLG7290 引脚
• 4.3.3 ZLG7290 的功能介绍
• 4.3.4 键盘显示硬件电路的实现
• 4.4 SA4828 三相SPWM 波形发生芯片的应用
• 4.4.1 SA4828 的特点
• 4.4.2 SA4828 的工作原理
• 4.4.3 SA4828 的控制
• 4.4.4 参数计算
• 4.5 IGBT 驱动电路及主功率回路
• 4.5.1 IGBT 介绍
• 4.5.2 IGBT 驱动的要求
• 4.5.3 TX-K841 驱动IGBT
• 4.6 控制器的软件设计
• 4.7 串口通信部分
• 4.7.1 串口通信硬件
• 4.7.2 串口通信软件
• 4.8 抽油机智能设备的异常处理
• 4.8.1 断电的异常处理
• 4.8.2 发生自动/手动切换时的异常处理
• 第五章 结论
• 参考文献
• 论文写作期间发表的文章
• 致谢