智能抽油烟机

智能抽油烟机（精选10篇）

智能抽油烟机 篇1

抽油烟机是现代人生活当中一种常用的家用电器, 主要作用是将厨房内炒菜做饭所产生的油烟废气等及时抽出, 同时去除厨房内的湿气和异味。传统的手动抽油烟机需要手动控制打开和关闭, 有时厨房会产生一些闻不见的有害气体, 人们难以察觉所以没有开启抽油烟机, 日积月累, 对人们的健康产生影响;而有时在使用抽油烟机, 将厨房环境净化以后, 人们忘记关闭抽油烟机, 从而浪费大量电能。所以, 对于智能抽油烟机的设计, 需要有一套科学的检测系统和一套自动化程度高的控制系统。除了具备传统手动抽油烟机的基本功能以外, 还可根据外界环境变化自动检测空气中的油烟含量, 并通过控制系统自动打开或关闭抽油烟机, 实现迅速反应、节能环保。

1 智能抽油烟机系统的设计

智能抽油烟机系统主要包括检测系统和控制系统。其中, 控制系统主要由电路中的开关、自动报警系统和定时系统组成;而检测系统主要由各类型传感器组成。传感器可以对厨房内油烟浓度进行初步检测和信息采集, 然后通过数据的分析与设定参考值进行对比, 一旦满足抽油烟机开启条件, 则会将信号传递到控制系统, 由控制系统自动开启抽油烟机。如果从所获得的数据当中检测到危险物质或者油烟浓度超过警戒线, 则会将信号传递到自动警报系统发出警报, 及时防范, 避免火灾事故发生。定时系统则可以将智能抽油烟机的工作时间进行设置, 合理地控制工作时长, 避免浪费电能。为了避免因自动控制系统故障而导致整个抽油烟机无法使用, 智能抽油烟机还增设了手动控制开关, 在自动控制故障时可以手动调节抽油烟机, 保证智能抽油烟机的正常运行。智能抽油烟机总体电路设计如图1所示。

2 传感技术在智能抽油烟机中的应用

2.1 气敏传感器的应用

气敏传感器是以金属氧化物为原材料所制得的N型半导体气敏元件, N型半导体气敏元件对气体极为敏感, 只要与气体相接触, 气敏元件的电导率就会产生相应变化。所以可以将N型半导体气敏传感器应用到油烟检测当中来, 利用其气敏的特性、优异的快速反应性能和持久性能, 对厨房内的油烟浓度与煤气浓度进行检测, 防止事故的发生, 保障人们的生命安全。气敏传感器结构如图2所示。

由于气敏传感器正常运行需要维持一定的工作温度, 所以在使用气敏传感器之前, 需要先对其进行预热, 使其达到预定的工作温度, 然后再开启系统, 使气敏传感器能持续正常运行, 充分发挥其作用。气敏传感器在智能抽油烟机电路中的具体工作流程如下: (1) 开启交流电机, 在气敏传感器两端施加交流电压, 利用电流对气敏传感器的发热丝进行加热, 当发热丝的温度达到200℃时, 气敏传感器的预热工作完成, 可以投入正常使用。 (2) 测量Au极处的管脚电阻, 管脚电阻会因为外界环境中的气体浓度变化而发生改变——气体浓度越大, 其电阻越小, 利用这个性质就可以及时控制厨房内的油烟浓度。 (3) 将最大阻值为1.0×104Ω的可控电阻与气敏传感器串联在一起, 形成检测线路。 (4) 调节可控电阻的阻值, 使得气敏传感器的敏感度达到最高, 提高油烟检测的效率。 (5) 当检测到室内油烟浓度超过标准时, 气敏传感器会立刻作出反应, 将信号传递到控制系统, 自动开启智能抽油烟机, 降低室内油烟温度。 (6) 当检测到室内油烟浓度过高或者煤气浓度超标满足报警条件时, 气敏传感器将信号传递到音乐报警电路, 音乐报警电路接收到报警信号, 表现为输入端高电平。高电平会刺激电路的芯片, 使得蜂鸣器发出响声报警。

2.2 热敏传感器的应用

热敏传感器可以分为接触型和非接触型两种, 而在智能抽油烟机当中所使用的是需要与热介质直接接触的接触型热敏传感器。热敏传感器的检测线路是由最大阻值为5.0×103Ω的可控电阻和热敏传感器组成, 它是气敏传感器检测的重要辅助手段, 弥补了气敏传感器检测的不足, 为油烟检测增加了一层保障。其具体检测方法如下: (1) 厨房烹饪时, 会产生许多油烟, 而这些油烟都是带有一定温度的, 当这些高温的油烟接触到热敏传感器时, 会使得热敏传感器的电阻发生变化, 温度越高, 热敏传感器的电阻就越低。 (2) F1非门输入端口表现为低电平状态, 输出端口表现为高电平状态。按照这种规律, F2非门的输出端将表现为低电平状态, 而F3非门的输出断将表现为高电平状态。 (3) 三极管达到饱和状态, 使得线路导通, 继电器的线圈也开始通电, 单相电动机开始运转, 将油烟排放到室外。

2.3 光敏传感器的应用

光敏传感器主要是由最大阻值为2.0×104Ω的可控电阻和光敏传感器组成。光敏传感器的电阻值是随着光线的强度而变化的, 当光敏传感器处于强光效果下时, 电阻会变小, 而在弱光或者黑暗条件下, 电阻会增大。利用这一功能, 可以将光敏传感器应用于智能抽油烟机的LED数据显示面板和操作面板, 根据外界的光照条件调节LED显示面板的亮度。光敏传感器的具体应用流程如下: (1) 白天, 光照强度比较强时, 光敏传感器使得二极管截止, F4非门的输出端表现为低电平状态, 三极管也相应截止, 所以LED灯将处于关闭状态; (2) 夜晚或者弱光条件下, 光敏电阻将接通二极管, 使得F4非门的输出端表现为高电平状态, 三极管也变为饱和状态, LED灯开启。

3 结束语

抽油烟机是人们日常生活当中很常见的家用电器之一, 其抽走油烟、净化室内空气的功能对人们的健康起到了有利作用。随着我国现代化的推进, 家用电器自动化已经成为现代家用电器发展的趋势, 抽油烟机也将逐渐自动化、智能化。传感技术在智能抽油烟机设计和实现中的应用对智能抽油烟机自动化水平的提高有着重要意义。气敏传感器的应用可以对室内的油烟浓度和煤气浓度进行检测, 通过自身电阻值的变化来反映油烟和煤气浓度的变化;热敏传感器的应用可以对室内油烟的温度进行感应, 油烟浓度越高, 温度就越高, 而传感器的电阻就越低;光敏传感器的应用可以调节智能抽油烟机LED灯显示面板的照明, 实现电能的节约。综上所述, 传感技术在智能抽油烟机中具有很强的实用性, 希望相关研究部门能重视传感技术, 加强对传感技术的研究运用, 为提高智能抽油烟机的自动化水平创造有利条件。

摘要：随着现代人们生活质量的提高, 智能抽油烟机已经成为家用电器当中比较常见的一种。相比老式手动控制抽油烟机, 新型智能抽油烟机具有高度自动化、反应灵敏、油烟处理效率高等优点。智能抽油烟机主要分为检测系统和控制系统两个部分, 其中, 检测系统主要由各种传感器组成。分析了智能抽油烟机总的电路设计以及传感器在智能抽烟烟机设计与实现中的应用, 以期在智能抽油烟机设计方面为相关人员提供一定的参考。

关键词：传感器,智能抽油烟机,电路设计,检测系统

参考文献

[1]孙圣, 卢慧芬, 王群.吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置的设计[J].电气自动化, 2013, 35 (06) :71-73, 76.

[2]秦理.基于神经网络的智能变频抽油烟机的研究与实现[J].电子设计工程, 2012, 20 (14) :25-28.

[3]司开波.自动抽油烟机控制系统设计[J].电脑知识与技术, 2015, 11 (02) :246-247.

智能抽油烟机 篇2

申请报告

尊敬的局领导：

学校学生食堂建成后，操作人员曾经多次次向学校反映：学校学生食堂排烟系统存在严重缺陷，锈迹斑斑，而且时不时往下面滴油，不符合食品卫生要求，用清洁剂处理也无济于事，建议换新机以符合卫生要求。民以食为天，食以安为先，出于对全体学生饮食卫生考虑，经研究，我校学生食堂需要安装排烟设备一套，含大型烟罩、隔油网、大型抽油烟管道、油烟净化器等设备，以上设备材料全部用不锈钢材料，且能保证不漏油，材料及安装工程费用合计35280元，恳请局领导审批。

专此请示，恳请批复！

附件：

1、采购计划审批表

2、排烟系统采购清单

3、采购项目计划表

4、会议记录复印件

抽油烟机：早开晚关 篇3

合理安装确保效果

抽油烟机的安装高度一定要恰当，这样既不会在烹饪过程中撞到头，又能保证抽油烟的效果。通常来说，合理的安装高度为烟机的底部与炉具上方的距离保持在650～700mm（侧吸式为350～450）。同时，出风管的设置应尽量缩短，转弯半径要尽可能大，这样就能保证出风畅顺，得到很好的抽烟效果，并且可降低噪音。如果把抽油烟机安装在带有止回阀的公共烟道时，则必须先检查好止回阀是否能够正常打开工作。另外，在安装烟机时必须保持烟机的水平度，稍微的倾斜将影响机内油路的流动，并且会出现漏油的现象。

全程使用排走废气

抽油烟机的使用应该贯穿于整个烹饪过程。通常很多人以为抽油烟机的作用就是把炒菜时产生的油烟抽走，其实这只是抽油烟机其中的一个作用，它同时还可以排出厨房中对人体有害的气体。燃气灶在使用过程中会产生一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、可吸入尘粒等，只要燃烧几分钟，氮气化合物就会超过标准5倍，而一氧化碳气体可超过标准65倍以上。如果只在炒菜时打开抽油烟机，炒完立即关掉，是无法把燃气燃烧时所产生的废气全部排出的。所以，正确的使用方法是只要点火一开始就打开抽油烟机，不论是煎、炒，还是煮、蒸、炖。在烹调结束后，也不要马上关掉抽油烟机，应该再让它继续运转五六分钟。

空气流通增强能效

想要让抽油烟机发挥最大能效，不妨在烹调美味的时候敞开一扇门窗，确保室内外空气通畅。因为抽油烟机启动后，在风轮下方锅灶上方之间形成一个边旋转边上升的空气涡旋，使油烟连同空气一起被吸入抽油烟机内，再经排气管道直达室外。因此，当我们在烹饪时候开着窗，可以将外面的新鲜空气通过门窗流入室内，与抽油烟机形成一个空气回路，使厨房内外的气压始终保持平衡。但如果室内门窗紧闭或缝隙过小，就会导致外部空气不能迅速大量流入，室内气压下降，空气密度变小，转涡流旋转速度下降，使得该回路受阻不畅，不但降低抽烟效果，而且噪音增大。因此，当遇有较大逆风时，我们更应保持开窗通风的习惯。

另外，气温低的季节对于排烟管道直接插入烟道的烟机有很大影响。由于烟道内存有一静止的冷空气柱，密度大、重量重，当抽油烟和空气的混合气体与烟道内的冷空气接触后，会很快降温冷却。再加上抽油烟从较细的管道进入墙壁宽烟道后，体积很快扩散，流速急剧下降，其克服冷空气柱的阻力受到较大削弱，致使排烟效果下降。这时不妨提前开启抽油烟机，让其运转一段时间，然后再进行烹调。

过滤油网定期清洗

井口智能间歇抽油技术研究 篇4

关键词：智能间歇,钢丝绳,抽子,节能降耗

1 前言

在油田生产中, 常规抽油机举升方式存在一次性投资大、能耗高、系统效率低等实际问题, 该技术同常规抽油机举升方式相比, 取消了抽油机、抽油杆和地面拖动装置等常规抽油设备, 系统效率有较大提高, 节能效果显著。

2 系统组成及原理

2.1 系统组成

井口智能间歇抽油举升工艺主要由钢丝卷筒、排绳器、电动机、滑轮、井口支架等井口装置及自动化智能装置组成。 (如图1所示) 。

1-机架;2-电控柜;3-刹车装置;4-钢丝滚筒;5-深度传感器;6-传动链条;7-电动机;8-圆面钢丝;9-排绳座;10-排绳丝杠;11-下限位滑轮;12-上限位滑轮;13-导轴;14-丝杠座;15-排绳支架;16-滑轮;17-重力传感器;18-数据发射器;19-防盗报警器;20-井口支架;21-斜拉筋;22-直拉筋;23-抽子。

2.2 技术原理

地面自动化智能装置通过钢丝绳带动提捞抽子做上下往复运动, 当抽油时电机反转, 抽子带着钢丝下行, 当抽子到达液体液面时, 重力传感器感应到重力变化, 深度传感器感应出液面高度, 此时抽子继续下行, 当抽子到达设置深度时, 电机正转抽子上行, 当抽子抽油上行至所设定的深度时, 电路控制箱内的控制系统指挥电机停止转动, 制动器制动使钢丝不再继续上行, 根据液面恢复速度确定抽子停止时间, 等液面恢复一定高度后, 电路控制箱内的控制系统指挥开启制动器, 同时使电机反转, 抽子带动钢丝向下运动, 当抽子到达液面时继续下行到设置深度, 电机正转抽子上行抽油;根据每次测得的液面深度的变化, 电路控制箱内的控制系统自动增加或减少抽子停止时间, 从而提高抽油效率。

3 技术配套可行性研究

3.1 钢丝绳结构设计

针对普通钢丝绳复合层容易破损漏油进行技术改进。一是研制填充钢丝绳粘胶和外层复合层材料配方;二是在钢丝绳编织加工时, 采用边编织边注胶工艺, 使钢丝绳内部空隙全部被胶体填充;三是钢丝绳外层复合层采用新型耐磨材料。

(a) 普通复合钢丝绳结构; (b) 钢丝缠棉绳复合技术; (c) 全密封多层全复合钢丝绳

最早应用的钢丝绳采用的是图2 (a) 形式是六股复合材料的钢丝绳, 在现场试验过程中发现有漏水的现象, 并且冬天材料脆、易断, 针对这一问题我们对钢丝绳做了改进, 采用钢丝缠棉绳复合技术, 解决了易断的脆性, 但发现复合钢丝绳的复合材料与钢丝绳之间有大量的缝隙吸水膨胀, 且棉线材料不适合, 当井底压力大, 一旦复合钢丝绳出现一点问题, 就会导致钢丝绳漏水, 致使钢丝绳密封不严, 出现“灌肠”、胶料剥离的现象。经过不断的试验与改进, 采取特殊的生产工艺, 在生产单根、单股及整根钢丝的时候均复合材料, 将钢丝绳的缝隙完全填满, 并在外层多层编网复合高强度光滑材料, 有效的提高了钢丝绳的使用寿命, 同时使井口的密封性能更为可靠。

3.2 提捞抽子结构工艺设计

提捞抽子是智能抽油装置的重要工作部件, 主要由上接头、球、球座、接头、中心管、背帽、压帽、胶筒、弹性块、隔环、下接头等组成。为了解决提捞抽子密封效果和胶筒使用寿命之间的矛盾, 先后使用普通橡胶胶筒、牛筋胶筒、弹力布胶筒、金属环胶筒, 从结构上及材料上进行改进, 目前所采用的胶筒材料为聚氨酯树脂材料, 采用金属环结构, 较大程度延长了提捞抽子的使用寿命。

3.3 油管结构工艺设计

针对普通油管连接结构, 存在两根油管接箍对接处缝隙大, 抽子胶筒磨损严重、易卡, 胶筒和钢丝绳寿命低等问题, 对油管结构进行了工艺技术设计与改进。一是增加油管丝扣长度, 由53mm增加到60mm, 普通油管上紧管扣后, 油管内部管扣缝隙长度一般为10-20mm, 通过加长管扣和特殊工艺加工, 使上扣后管扣缝隙缩小到3-5mm;二是采用特制加工的油管和接箍, 消除两油管接箍对接处间隙, 将原来的锥扣连接改造为标准螺纹连接, 增加o型圈密封, 这样可以保证使丝扣能够上到位, 两油管对接接触面是平面, 消除两根油管之间的缝隙。试验后抽吸过程中载荷变化平稳, 没有出现卡抽子和钢丝绳拉坏的现象, 提高了抽子胶筒和钢丝绳的寿命。

3.4 排绳换向系统结构设计

电机通过钢丝绳在滚筒上的缠绕来牵引提捞抽子上下运动, 将原油提升至地面进入生产管线。由于牵引距离长, 而滚筒的直径和宽度都较小, 所以钢丝绳在滚筒上要缠绕好几层。为了避免钢丝绳在滚筒上出现乱绳现象发生, 需要一种排绳换向系统, 以使钢丝绳在滚筒上缠绕时实现有序排列, 以达到安全生产。针对电磁离合器排绳方式, 容易丢转, 难以控制问题, 采用链条进行机械传动方式, 避免丢转、排绳不齐问题。

4 现场试验及效果分析

2007年现场试验2口井, 与原抽油机举升方式相比, 平均单井日节电56.22kWh, 综合节电率达到67.02%, 平均无故障运行时间达到372d。

5 结论

5.1 井口智能间歇抽油技术与抽油机举升方式相比, 具有一次性投资少、泵效高、能耗低、系统效率高等技术优势。

5.2 井口智能间歇抽油装置由于改变了原抽油机运行模式, 可根据液面深度、液面恢复速度的变化自动设定合理的间抽时间, 实现了智能间歇抽油。

5.3 用涂有复合材料的钢丝带替抽油杆, 没有抽油杆、抽油泵、负荷减小、无偏磨现象, 维修方便。

5.4 由于实现自动计量, 减少了计量设备资金投入, 同时实现自动探测、存储数据, 减免了测试工作量。该技术成功研究与应用, 为油田探索出一条全新、高效的举升方式, 特别是在外围低产、低渗透油田高含水开发期, 有着十分重要的意义和广阔的。

参考文献

[1]张琪, 《采油工程原理与设计》, [M].山东:石油大学出版社, 2001:135-141.

[2]陈涛平, 胡靖邦, 《石油工程》, [M].北京:石油工业出版社, 2002:439-452.

如何清洗抽油烟机的过滤网 篇5

如何清洗抽油烟机的过滤网

首先用报纸将油烟机过滤罩包好，然后再包上一层毛巾。好了，接下来主角登场，洗衣机。把包过好的过滤罩放进洗衣机，将洗衣机调到甩干挡位，切记不要在洗衣机中加水，启动洗衣机对油烟机过滤罩进行甩干。

原理：因为当把过滤罩用报纸围起来，外面再围上毛巾，然后放在洗衣机里边，用甩干档让它旋转起来的时候，附在它上面的油滴都在做圆周运动，那么它过滤网旋转得越块的时候，这个油滴运动的速度也就越快，那么在离心作用一下，那么这个油滴就会脱离开过滤罩飞出来，达到了油滴和过滤罩分离的目的，而且过滤罩旋转得越快，那么分离的效果就越好。

好多人觉得看了我们的这个演示之后觉得太简单了，就是把这个滤网扔到洗衣机里，可不能这样随随便便，容易把咱们贵重的家电洗衣机给伤了。因为现在的滤网，它都是这种金属的，都很结实，真正甩起来之后，容易把滚筒或者波轮都给弄坏了，包很有学问。看到没有，我们现在这个桌子上放了报纸和毛巾，这都是包扎物，对于这个滤网来说都包扎物，其实第一层包报纸是很有讲究的，因为报纸它有一定的吸附性，所以要把这个报纸厚厚的，比方说两层，然后把这个滤网给它包好，多包几层报纸没问题。但是这样还不结实，为什么要包毛巾呢?一个是要保护我们的滚筒，这样转，它的有时候也会滑，当然就开了，而且包这个毛巾的时候，一定得特别使劲，看，这样，一定要把它绑结实，然后再相反方向再来一条，对角系。这就万无一失，这个毛巾其实作用也还是有一些的，那包成这样的两层的毛巾的意思也是说，不要让里面的油都甩到滚筒上去了，那就没法洗衣服了，你看这个用毛巾包紧了之后，你们再摸一摸，就是滤网那种金属比较尖锐的那种感觉，已经变得柔软了。你们觉得打两层结，捆紧，在洗衣机里会散开吗?再包层塑料布，或者索性就给它套一个塑料袋里面。我觉得应该套塑料袋，因为这个油被甩出来之后，它会洇出来的，万一洇在咱们洗衣机的内筒，那就没法洗衣服了，很麻烦的。这样进行包扎之后，等于这已经有两层了，然后再把它装进整体的塑料袋里，那就转呗。

智能抽油烟机 篇6

据资料显示, 中国电力消耗量仅次于美国, 位居世界第二位, 节能节电意识的淡薄造成了很大的资源浪费和财产损失。而中国吨油成本是国外吨油成本的数倍。尽可能地节能增效, 同国际水平接轨, 这是中国石油工业的必然趋势。在吨油成本中, 电费支出约占生产成本的三分之一, 而且随着油田的进一步开采, 在稳产的基础上, 节能、增效、增产、降耗, 显得更为重要。抽油机作为油田最基本的设备, 其节能降耗显得更有意义。以下重点分析油田抽油机智能节电器的设计与应用。

在石油工业中, 油田开采一般要经历三个阶段:第一阶段, 依靠油藏的自然能量将油层原油举升到地面上来;第二阶段, 依靠人工能量将原油从油层中举升到地面 (如机械举升或油田注水) ;第三阶段, 通过三次采油等非常规技术手段将残留在油藏中的原油置换出来。

目前油田使用的变频装置采用的一般是国外品牌, 价格高、操作复杂, 大力推广国产品牌、民族品牌, 具有很强的社会经济意义。从国内外对比来看, 国外抽油机电机已大量采用变频节能装置, 节能效果显著, 国内在此方面还处于落后地步, 国家“十二五”规划中明确了变频技术改造的必要性和重要性, 抽油机电机变频节能改造将迅速开展。本项目的抽油机电机变频节能系统技术先进, 性能可靠, 对各种油井适应性强, 成本比国外产品大幅度降低, 在油田大量推广具有很大的优越性, 市场前景极为广阔。

2 常用电机节电产品的种类及优缺点

2.1 变频器

(1) 工作原理

通过改变输出频率来改变电机转速, 降低给电机的端电压从而降低电机的有功功率, 大幅度节省电能。利用压力、流量等传感器来实现实时监控, 通过泄载和反锁等形式来解决反电势问题。

(2) 优点

节电率高;监测反锁速度快。

(3) 缺点

故障率高, 不能实现野外长期稳定的运行;由于降低了电机的转速, 从而会影响原油产量;污染严重, 对电网不利, 由于高频载波达1MHz以上, 使电机产生高频啸叫, 电机发热, 从而会降低电机工作寿命。

2.2 自耦降压器

(1) 工作原理

通过多抽头变压器、PLC、接触器等元器件组成自动电压跟踪系统, 在上行时给电机80%-95%的端电压, 在下行时通过PLC控制来调节变压器抽头从而给电机10%-15%的端电压, 通过周期降压来减小电机的实际有功功率, 从而达到节能的目的。

(2) 优点

有功节电率可达10%-15%;成本低。

(3) 缺点

工作不稳定, 由于抽头的频繁变化使相关的电气元件一直工作在开合状态, 频繁承受大电流的冲击, 易损;由于电机频繁承受阶梯电压的冲击, 易损坏;适用性差。

2.3 电容补偿

(1) 工作原理

通过电机的就地补偿来提高电机的功率因数, 提高电网的利用率。

(2) 优点

简单、成本低, 能相应提高电网的利用率。

(3) 缺点

不能减小有功损耗, 从而达不到有功省电的目的。

3 抽油机智能节电器技术分析

3.1 组成

抽油机智能节电器由检测元件、传感器、芯片、可控硅调节单元和箱体等组成。其控制流程为:检测元件 (检测相位差) →传感器→芯片 (接收和发出指令) →可控硅 (反馈电压) →电动机。该节电器原理框图如图1所示。

3.2 节电原理

由于抽油机运行时的平均功率因数约0.3, 1台45k W电动机运行时的平均功率一般不超过10k W, 电动机效率很低、无功损耗大, 因此通过提高功率因数, 降低无功损耗, 提高电动机运行效率是可行的。提高电动机运行时的功率因数及运行效率可通过实时检测功率因数、控制电动机运行电压、提高运行效率来实现。可控硅具有交流电压导通角可控的功能, 因此采用可控硅为执行元件, 实现电动机电压的可控、可调, 进而实现节能目的。

智能节电控制器通过检测元件对电动机运行时电流与电压的相位差进行检测, 从而计算出电动机的功率因数, 由功率因数的大小来判断电动机的最佳工作电压。功率因数低, 说明载荷小, 电动机负载率低, 可通过单片机控制可控硅的导通角, 提供电动机合适的运行电压, 降低电动机自身损耗 (包括铜损、铁损) , 避免了原来“大马拉小车”的浪费现象, 同时也可以保证电动机提供足够的输出转矩, 可以进行实时快速的动态调节, 最大限度地减少轻载时的电能浪费, 保证重载时提供给电动机充足能量。

注:1.每个测试周期为48h, 即在市电和节电状态下各运行24h。2.实际用电量=电表读数差互感器比率。3.年节电=日节电量365 0.98 (采油时率) 。4.节电率= (市电状态用电量-节电状态用电量) 市电状态用电量100%。5.油井在市电和节电2种状态下运行, 各取3d电量计算。

控制可控硅在每个供电半弦波的开关, 便可控制通过可控硅的电流。当启动电流越接近弦波的尾端时, 所容许通过的电流越小, 但当启动电流越接近弦波的开端时, 所容许通过的电流则较大。根据上述原理, 将2个可控硅以反平行方向连接, 将每个半弦波的起动点延迟, 然后将延迟时间逐渐递减, 使供给电动机的电压由较少的数值增至最大。由于电动机扭力和供电电压的开方成正比, 因此可使启动扭力以无级方式运转, 确保电动机及其负荷可缓冲地启动。

4 抽油机智能节电器的现场应用及分析

抽油机用新型智能节电器于2014年在山西煤层气分公司郑庄区块油井上进行了试验, 并进行了现场跟踪调查统计。HD011井3个测试周期的综合节电率分别为36.79%、37.29%、37.34%;HD013井3个测试周期的综合节电率分别为44.63%、45.23%、44.78%。表一是在HD012井的测试结果。

5 结束语

通过对某区HD011、HD012和HD013三口井的对比试验, 抽油机用新型智能节电器综合节电率高, 节电效果显著, 性能稳定, 能实现电机的过流、过压、短路、断相、过载等多重保护, 使电机工作更稳定, 安装方便, 能在野外长期工作, 值得大规模推广应用。

抽油机智能节电控制器成功研制与应用, 解决了油田抽油机高能耗问题, 延长了抽油机的使用寿命, 具有广泛的使用价值和推广应用价值。

摘要：抽油机是油田生产中的主要设备, 一般抽油机的电动机功率都超过实际负载功率, 即留有较大余量, 在运行中处于大功率带小负载的情况。电动机在抽油机上行时处于有功工作状态, 下行时处于发电状态, 平均有功功率较低, 造成很大浪费。主要对抽油机用新型智能节电器的原理及应用进行了分析。

关键词：抽油机,节电器,原理

参考文献

[1]左玉忠.抽油机智能节电器的研制及应用[J].石油机械, 2006, 7:40-41、87.

[2]李中增, 张国波, 左玉忠, 叶宏儒.抽油机用新型智能节电器的原理及应用[J].石油矿场机械, 2006, 6:87-89.

智能抽油烟机 篇7

关键词：C2000,MSP430,吸油烟机,燃气灶,BLDC正弦波控制,SVPWM驱动,火力联动控制

0 引言

现代半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、脉宽调制技术为新型高效电机控制的研究提供了强有力的技术支持, 使家用器具领域逐步实现智能化自动控制。随着人们对家用电器消费观念的不断提高, 消费者对吸油烟机的节能、智能化要求越来越高, 普通吸油烟机转速靠人工调节, 电机的效率低, 能耗高。为使吸油烟机实现自动调速、降低噪音并最大限度地节能, 设计一种对燃气灶火力大小等进行智能判断以自动调节吸油烟机转速大小的直流变频吸油烟机具有很好的市场前景, 符合当前我国以及国际社会倡导的低碳、绿色、环保的可持续发展的经济模式[1,2]。

TI公司的C2000系列微控制器既具有DSP的高速运算性能, 性价比极高, 非常适合在低成本的应用领域[3]。本文介绍了基于TMS320F28035的吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置的设计和运行特性[4,5]。

1 系统方案

1.1 总体框图

吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置系统结构框图如图1所示。主要由燃气灶DSP1控制系统、油烟机DSP2控制系统、无线通信模块、MSP430触摸按键、显示电路及被控对象等组成。

吸油烟机电机采用高效的直流无刷电机, 软件控制采用正弦波控制、SVPWM驱动控制完成设计, 实现电机高性能的综合指标;变频控制器与无线收发模块进行电联接, 自动启动吸油烟机工作, 吸油烟机根据燃气灶具火力的大小来实现无极调速, 通过无线模块实现联动以调节电机转速, 达到更加节能的目的, 燃气灶具火力的大小由两台步进电机控制燃气阀门大小来实现, 步进电机采用两相永磁减速步进电机。

1.2 吸油烟机BLDC控制系统

无刷直流电动机保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性, 在正弦波驱动下, 绕组电流为正弦波。吸油烟机BLDC控制系统框图如图2所示, 具有过压、欠压、过流保护、故障检测、人机接口、过热保护的自动恢复等功能, 本装置选用智能功率模块FSBS5CH60作为无刷直流电机功率驱动模块。

直流无刷电机带霍尔传感器, 采用位置速度闭环矢量控制, 霍尔传感器的三路位置信号来检测电机转子位置。吸油烟机直流无刷电机控制策略如图3。

利用霍尔传感器的信号计算电机的转速, 给定转速nref与转速反馈量n的偏差经过速度PI调节器, 其输出作为电压向量的长度u (k) , 每隔60°通过读取3路霍尔的当前值, 进行一次转子定位纠正并加入换相超前角得到电角度θe, 电角度θe用于参与IPARK变换的计算, 转速n作为速度环的负反馈量。当定子相电压矢量的分量Vsα、Vsβ和其所在的扇区数已知时, 可以利用电压空间矢量SVPWM技术, 产生SPWM控制信号来控制逆变器。

1.3 燃气灶控制系统设计

燃气灶控制系统由控制板和触控面板组成, 硬件系统框图如图4。控制板负责燃气灶的阀门、点火器、煤气传感器、无线通信模块的控制;触控面板负责人机交互。

1.3.1 燃气灶阀门控制

燃气灶由左右两个阀门, 每个阀门均由一个电磁阀, 一台两相步进电机, 一个热电偶, 一个光耦检测电路组成。两相步进电机阀门控制线路如图5所示, 电磁阀由8050驱动, 检测电路检测电磁阀是否正常连接。两相步进电机用L6219驱动, 每台电机由6路信号驱动, 同时引出电机零位检测信号;双光耦电路检测步进电机转角及始末位置, 保证步进电机可靠性。热电偶的电势差信号通过反向放大电路放大100倍输出给DSP的AD口检测, 检测是否点火成功。通过阀门控制即可获得燃气灶火力大小的信号。

1.3.2 电子点火器

电子点火器原理图如图6, 通过dsp的IO控制左边振荡电路的开关, 振荡电路付边产生大于200 V的高频交流电, 通过快恢复二极管给CBB电容充电, 电压超过200 V后触发二极管瞬间击穿放电, 在线圈高压绕组副边上产生上万伏高压, 击穿空气形成电弧, 完成一次打火。连续多次打火后即可完成点火。

1.4 吸油烟机和燃气灶的无线通信

为实现联动功能, 使用基于NRF24L01的无线通信模块, 通过spi接口与dsp连接。

系统初始化时检测设备是否处在可连接状态。如果设备可连, 则处于数据接收状态。如果电源打开, 且设备启用, 解包后的数据将作为指令状态机的输入, 且吸油烟机的手动调速将被屏蔽。如果无法连接通信设备或者失去通信信号, 系统将自动转入手动调速模式, 并不会抛出锁机错误。指令接收运行在以1帧为间隔的非实时区域。状态检测运行在以1 s为间图7吸油烟机和燃气灶无线通信隔的非实时区域, 如图7所示。

2 性能试验

本文研制的吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置实物如图8所示, 由吸油烟机控制器及燃气灶控制器组成。

2.1 波形测试及数据分析

2.2.1 三相电流波形测试

图9给出了220 VAC, 50 Hz时, 电机转速850 r/min条件下实际测得三相电流波形, 实验结果反映了设计方案的正确性。由图可见电流的正弦性很好, 消除谐波明显。

2.2.2 三相电压波形测试

图10为无刷电机控制器输出的线电压波形。

由图10中可见, 三相线电压波形的正弦性很好。实验结果证明了SVPWM算法的正确性。

2.2.3 高效智能油烟机与普通油烟机整机对比测试

表1为高效智能油烟机与普通油烟机在调速范围内的整机对比测试。表中U为输入电源电压, I为相电流, P1为输入功率。普通油烟机在高速档时为调压调速, 低速档时为电源220 V电压时测量的数据。

从表1可以看出: (1) 500 r/min时, 高效智能油烟机的能耗是传统油烟机的1/3左右; (2) 700 r/min时, 高效智能油烟机的能耗是普通油烟机的1/2左右; (3) 900 r/min时, 高效智能控制装置的能耗是普通油烟机的2/3左右。

当转速在700 r/min左右时, 吸油烟效果良好, 家庭实际使用中大部分工况在700 r/min以下。而普通油烟机只有高低两档, 转速分别为875 r/min和660 r/min, 与本高效智能控制装置相比耗费了一倍以上的电能。

3 结束语

测试结果表明本系统设计方案由于采用TMS320F28035为控制核心, MSP430G2553为触控芯片, NRF24L01无线通信模块, 架构设计合理, 功能电路实现较好, 系统性能优良、稳定, 成功实现了一个吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置系统。能够在低成本的家庭应用中带来32位实时控制功能的优势。直流无刷电机转子位置采用软件模拟定位技术及加入换相超前角, 既提高了跟踪速度, 又保证了稳定精度和性能。采用SVPWM方式有效地扩展了逆变器输出基波相电压的线性范围, 更接近理想正弦磁通控制, 使电机在整个运行过程中有较好的控制特性。比普通同功率油烟机有明显的能耗优势, 在智能家庭厨房应用中具有很好的市场前景, 并为低成本的应用领域奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]王宗培, 韩光鲜, 程智.电流型正弦波驱动无刷直流电机稳态运行分析[J].微电机, 2003, 36 (2) , 3-7.

[2]谭建成.三相无刷直流电动机分数槽集中绕组槽极数组合规律研究 (连载之七) 多极分数槽集中绕组无刷电机霍尔传感器位置确定方法分析[J].微电机, 2008, 41 (6) :57-61.

[3]涂翘甲.无刷直流电机用开关型霍尔传感器[J].电动自行车, 2007, 7:25-27.

[4]王淑红, 刘会飞, 熊光煜, 等.永磁无刷直流电动机的静动态特性分析[J].防爆电机, 2005, 40 (6) :17-20.

智能抽油烟机 篇8

劳山油田位于陕西省甘泉县、宝塔区境内, 西部与下寺湾油田相邻, 东北方向距离川口油田约20km。东西长约10km, 南北宽约7km, 面积约70km2。构造位置位于鄂尔多斯盆地的一级构造单元陕北斜坡中部 (图1) 。

鄂尔多斯盆地共划分为西缘逆冲带、天环坳陷、陕北斜坡、晋西挠褶带、伊盟隆起及渭北隆起共六大构造单元。劳山地区陕北斜坡中部, 现今区域构造为一平缓的西倾单斜, 地层倾角小于1°, 千米坡降为7~1100mm, 内部构造简单, 局部发育差异压实形成的鼻状构造, 主力油层段延长组长61以三角洲前缘沉积为主, 长4+52主要发育三角洲平原沉积。三角洲平原分流河道砂体以及三角洲前缘河口砂坝、水下分流河道砂体, 是区内油藏的主要储集体。

2 数控智能抽油机产品介绍

2.1 产品构成

数控智能抽油机:由直线电机、柱塞抽油泵和地面控制系统三部分组成。

直直线线电电动动机机::定定子子由由无无缝缝钢钢管管外外套套、、矽钢片、线圈、定子内套、支撑导套全密封组成;动子由永磁材料, 磁环、铁环组成。

抽油泵:是在常规柱塞抽油泵结构基础上, 将固定凡尔由泵的下端移至上端, 其柱塞通过推杆与直线电机动子相接。

智能控制系统:智能控制装置由程序控制设定冲程、冲次, 采用变频控制形式进行调速, 在最大排量内随意在线调节冲次控制产液量。

2.2 工作原理

该取消了地面电机驱动装置、地面机械设备及地下抽油杆传动部分。将无杆往复式潜油电泵装置, 潜入到油井套管内油层底部, 依次连接油管到地面, 实现油液举升。是一种革命性新型采油设备, 具有彻底解决管杆偏磨优势、适合斜井、大斜度井、水平井、可以在线调参、自动调参, 免维护、降低采油成本, 更适合小排量、低渗透油井。

3 试验效果分析

我厂安装试验了22台数控智能抽油机自运行以来, 设备运行稳定、无故障, 特别是万16-9井、万106井自2009年安装试验以来, 未进行过检修;设备操作简单易懂;日产油量稳定;增效、节能效果非常明显;生产安全及环保事故可降低到零。完全达到了我厂初期提出的计划目标。因此我厂希望再进一步加大投入使用量, 以对其性能和使用做全面、更加仔细地了解。

3.1 选井原则

数控智能抽油机试验选井需要依据多方面的因素, 主要有井深、泵挂深度、产液量、造斜点数据、底层压力、矿化度指标及流体粘度。

选井必须满足:井下温度小于120度;压力小于30Mpa, 井深小于2500米, 日产液量在0.5-15方之间, 含水率小于90%, 原油粘度小于10mpa.s。

3.2 产量对比分析

通过现场试验分析, 安装数控智能抽油机有一定的增产和稳产效果, 从万16-9井安装前后对比看出:安装后的10个月, 都有增产效果, 累计相对增油78吨, 平均单月增油7.8吨。

从万106井安装前后对比看出:安装后的10个月, 都有增产效果, 累计相对增油94吨, 平均单月增油9.4吨 (见表1) 。

3.3 节电分析对比

从万16-9井和万106井安装前后用电对比表看出, 具有很好的节能效果。其中:万16-9井安装前平均日用电量为180度, 安装后平均日用电量95.3度, 节约47.1%;万106井安装前平均日用电量为183度, 安装后平均日用电量95.3度, 节约46.2%。

3.4 经济效益对比分析

数控智能抽油机安装总费用是26.8万元, 目前我们使用的地面采油机安装费用是18.7万元, 安装费用该设备比地面采油机高出8.1万元。

但后期维修及使用成本等费用情况是:地面采油机每口井每年需7万元, 数控智能抽油机每口井每年需1.8万元, 每口井每年可节约5.2万元, 成本降低74.3%。

4 试验结论

(1) 使用数控智能抽油机, 改变了井口装置, 不存在因盘根处泄露原油, 彻底杜绝了井口跑、冒、滴、漏现象, 真正实现了井场无污染的环保要求。

(2) 从根本上消除了更换盘根、皮带, 降低了抽油工工作强度, 同时减少了无故停机时间, 提高了油井利用率。

(3) 数控智能抽油机的节电效果非常明显, 相比原有设备, 节电率在50%以上。

(4) 由于数控智能抽油机没有抽油杆, 从根本上消除了斜井抽油杆偏磨油管和油杆断脱现象, 减少井下作业次数和作业时间并延长了抽油管的使用寿命。

(5) 使用数控智能抽油机后, 在地面井口处只有井口和电控柜, 从而杜绝了因地面抽油机的安装质量、维护等因素引起的停机作业。

(6) 含油比根据压裂段与泵挂位置的合适距离, 油水因冲次减少而加长了自然分离时间, 水进入下部, 油通过进油孔进入泵腔。

(7) 由于没有地面抽油机的安装, 改善了采油工的地面操作环境, 从而解决了采油工的安全隐患。

(8) 由于是智能电控装置, 无抽油机、抽油杆的安装, 彻底杜绝了由于采油工不在岗, 因皮带、油杆断脱等因素而引起的无故停机现象。

参考文献

[1]沈斐敏.安全系统工程基础与实践[M].北京:煤炭工业出版社, 1991

智能抽油烟机 篇9

关键词：智能提捞抽油机,冬季生产,检泵周期

1 智能抽油机工作原理及特点

1.1 智能抽油机工作原理

智能提捞抽油机相当于超大冲程, 超低冲次抽油机。首先, 电机反转, 抽子下行 (依靠加重杆和本身重力) 带着钢丝绳下行, 到达指定深度 (由井口计数器控制) , 即达到下死点, 停止;抽子上部带有压力传感器, 当液面上升到一定时, 即压力传感器达到某一设定值时, 地面电机开始正转, 抽子上行, 开始抽油;当抽油机达到上死点时, 电机自动反转, 准备下一冲次 (抽子位于下死点停留的时间由液面恢复的速度来决定, 只有当压力传感器达到设定值时电机才开始工作) 。

1.2 智能抽油机工作原特点

1.2.1 钢丝取代抽油杆

用涂有复合材料的钢丝代替抽油杆, 没有抽油杆、抽油泵, 负荷减小, 减轻捞油负荷, 同时不会发生偏磨现象, 且维修方便。

1.2.2 抽子取代抽油泵

智能投捞式抽油机最大特点是用抽子取代了传统抽油泵, 抽子下入到井底后, 在压力作用下, 抽子内钢球打开, 液体进入到抽子上部, 当抽子上行时, 依靠重力作用, 钢球座封在球座上, 液体随抽子上行到井口, 完成采油。

1.2.3 功率低节能

该抽油机装机功率低, 一般在5.5kw7.5k w左右, 而现有普通抽油机的电机配置在22kw-37kw左右, 电机功率配置可占原抽油机电机功率配置的1/3左右;并且本机器为间歇控制, 下行为发电状态, 也节约了部分电能消耗。

1.2.4 作业、维护费用低

减少了传统的防砂、防蜡、抽油杆、管偏磨器 (扶正器) 等配件;大大节省了作业施工费用。

2 智能抽油机现场应用情况

南五区三元试验区于2005年11月开始投产, 39口采出井采用10口抽油机29口螺杆泵生产, 在采出井见效后, 采出液中碱和表活剂含量的上升, 在采出井结垢严重, 导致采油井断杆、卡泵现象经常发生, 检泵周期缩短, 严重的影响了油水井的正常生产和试验效果。2009年8月将试验区内的南5-10-P31井、2010年12月南4-31-P30井由螺杆泵转为智能提捞抽油机生产。

2.1 智能抽油机检泵作业情况

南5-10-P31井自2005年11月投产至转智能抽油机生产累积作业8井次, 更换了螺杆泵8台, 该井转智能抽油机生产后作业1井次;南4-31-P30井自投产至转智能抽油机生产累积作业19井次, 更换了螺杆泵14, 该井转智能抽油机生产后作业2井次。螺杆泵转抽油机生产后检泵周期明显延长, 减少了作业费用, 降低了成本。 (表1)

2.2 智能抽油机现场故障分析

2.2.1 智能抽油机故障情况

南4-31-P30井在2010年12月底才投产, 次井投产时现场已积累了大量的管理经验, 所以投产后故障停机很少, 运转时率相对较高。在此主要分析了南5-10-P31井转智能抽油机生产以来的故障情况, 该抽油机投产以来地面控制系统故障较多, 影响设备运转时率, 2012年进一步完善提捞抽油机地面控制系统, 将自控元器件更换为质量较好的标准件, 并将控制系统从箱体内取出, 置外独立安装。

2.2.2 智能提捞抽油机冬季故障情况

智能提捞抽油机冬季生产故障停机若不能及时发现, 会导致软抽油杆在盘根盒处冻结, 处理起来难度非常大, 2012年1月在计量间回油管线处安装低温报警装置, 当回油温度低于20℃ (正常温度在30℃-60℃) 启动报警, 计量间外警灯闪烁, 这样就能及时发现抽油机故障, 避免停机时间过长盘根盒处结冻影响产能, 智能提捞抽油机及时发现和处理各种故障, 提高了运转时率, 减少了故障停机对产能的影响 (表2) 。

3 智能抽油机现场管理经验

在管理智能抽油机的过程中, 根据实际生产情况摸索出了一些管理经验, 每次检查时, 基本分3个步骤10个检查点:

3.1 井口部分

(1) 检查软抽油杆是否完好无损。

(2) 检查软抽油杆油污是否过多, 油污过多容易造成软抽油杆在盘根处遇阻

(3) 听设备运转声音是否正常, 是否有异常响声, 有异常声音要及时发现, 及时处理并汇报,

(4) 检查支架固定螺丝是否有松动, 发现松动及时紧固,

(5) 检查大轮油污是否过多, 油污过多容易造成大轮转速超差故障而停机,

(6) 检查套管放空上的液面感应点是否脱落, 如脱落要及时汇报,

3.2 控制盘部分

(1) 检查智能桌面的数据是否正确, 如不正确及时处理;

(2) 在桌面发现有故障显示时, 先消除故障显示, 然后进行处理, 处理不了时及时通知厂家。

3.3 箱子内部

(1) 打开箱子后盖, 检查软抽油杆是否有错乱, 因为错乱会导致停机;听电机是否有异常响声, 铅锤是否脱落, 如发现及时处理。

(2) 打开箱子侧盖, 检查盘软抽油杆的连接线和销子是否掉落, 如掉落也会造成停机。

4 结论

(1) 智能提捞式抽油机在三元复合驱油中, 可以缩短检泵周期。

(2) 冬季生产时, 加装低温报警装置装置和井口盘根加热装置, 可以缩短故障停井时间, 提高机采井的运转时率。

(3) 智能提捞式抽油机投入费用低, 结垢期可节约作业、维护、井口加药等费用, 降低投资成本, 提高经济效益。

参考文献

[1]王诚.提捞式抽油机在头台油田的应用情况分析[J].石油地质与工程, 2011, (S1)

智能抽油烟机 篇10

抽油机节能, 其首选方案是采用变频器对其电机拖动系统进行改造, 提高系统效率。在游梁式抽油机上应用变频调速技术不仅使机、杆、泵整个系统达到较好的配合, 自动化程度提高, 降低工人的劳动强度, 减少工作量, 而且节能效果明显, 综合效益显著。智能控油系统目前已在国外得到广泛应用;国内在大庆油田中区、吐哈油田及海拉尔油田应用近50台套。通过海拉尔油田安装智能控油装置的抽油机井的现场试验数据对比分析, 智能控油装置取得了良好的现场应用效果。

2 抽油机井节能情况分析

2.1 抽油机井节能现状

抽油机是油田机械采油的主要设备之一, 我国油田开采中, 抽油机采油井占油田总井数的90%, 大部分应用的都是常规游梁式抽油机。在X区块常规游梁式抽油机占总油井的99%, 常规游梁式抽油机的发展已经有了上百年的历史, 它的使用性能非常可靠, 维护费用低, 曾经是非常理想的采油机械设备。但是随着节能意识的增加, 逐渐暴露出了它的突出问题, 从多年的应用情况看, 都普遍存在机械效率低、耗电量比较大, 造成采油成本增加。在采油成本中, 仅抽油机耗电占30%左右, 年耗电量占油田总耗电量的20-30%。因此, 为了降低采油成本, 就必须开展对抽油机的节能技术研究。

游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构, 其整机结构特点像一架天平, 一端是抽油载荷, 另一端是平衡配重载荷。对于支架来说, 如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致, 那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。在平衡率为100%时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等, 平衡率越低, 则需要电动机提供的动力越大。因为, 抽油载荷是每时每刻都在变化的, 而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化, 才使得游梁式抽油机的节能技术变得十分复杂。因此, 可以说游梁式抽油机的节能技术就是平衡技术。

2.2 安装变频器后抽油机井节能情况分析

2.2.1 智能控制系统工作原理

智能控制系统主要由主控单元、变频控制系统、液面监测系统三部分组成。液面监测系统完成在线检测动液面、变频控制系统采集和计算电动机瞬时功率以及一个冲次的平均功率, 然后将计算结果转换成数字信号输出给主控单元, 主控单元经过计算处理后再输到变频器。变频器接收主控单元的控制信号后, 根据内部指令控制电动机的工作状态, 电动机通过减速器和四连杆机构带动抽油杆实现往复运动。

2.2.2 智能控制系统节能原理

抽油机智能变频调速装置, 利用现代变频调速新技术, 通过动态调节抽油机的冲程频次和上下行程的速度, 达到既节电又增产的目的。

(1) 动态调节抽油机的冲程频次节电抽油机的冲程频次都是可以通过机械的方法调整的。但是, 一旦调整好了以后, 是不大可能经常进行改变的, 并且通过皮带轮直径调整频次的方法也是有级的, 不能动态适应油井负荷的需要。只有通过动态调整抽油机电机的转速, 才能调整泵的充满度, 提高抽取效率, 增加原油产量, 收到一举两得的效果。

随着油井由浅入深的抽取, 井下油量的减少, 若还以原来调整的频次抽取时, 必然会出现泵的充满度不足, 泵效下降的情况。这时若通过采用变频调速技术降低电机转速减少抽取频次, 不仅减小了电机功率, 实现了节能目的, 而且提高了泵的充满度, 保证每一次抽都满抽, 大大提高了泵效, 增加了原油产量。

(2) 动态调节抽油机上下行程的速度实现节能增产的目的由于采用微电脑控制和变频调速技术, 除了可以动态改变抽油机的冲程频次之外, 还可以根据实际需要分别地调整每一冲程上下行程的速度, 使抽油机工作在最佳运行状态。在每一冲程中, 适当降低下行程的速度, 可以提高原油在泵内的充满度, 而适当提高上行程的速度, 则可减少在提升中油的漏失系数, 有效地提高单位时间内的原油产量。同时通过动态调速也可大大节省电能的消耗。

3 现场应用节能情况分析

自2009年4月, 在海拉尔油田X1区和X2区智能控油装置投入生产, 取得了良好的现场效果:如下表所示, 工作电流减小、改善泵况及节能效果明显 (表1) :

4 变频器在实际应用中的存在问题和解决措施

4.1 冲击电流问题

在生产过程中, 由于电路不稳定或者紧急停电容易造成智能控油装置的控制器和输出单元烧坏, 经过调整改造, 在智能控油装置的控制电路、输出单元和变压器等电路元件前接入空开, 在紧急停电情况下, 变频器会应为突然压升进入自我保护而断电而不会烧坏。

4.2 再生能量的处理问题

(1) 对于地处北方寒冷地区的抽油机井, 为了在冬季增加原油的流动性和防止结腊, 对井口回油管进行电加热, 如中频电加热装置, 这时也可将变频器与中频电加热装置共用整流电路及直流母线, 这样可将电动机回馈到直流母线上的再生能量用于中频加热器, 同时又防止了直流母线电压的泵升。

(2) 对于同一井场上有多口油井的场所, 可以采用共用直流母线系统方案, 即若干台抽油机的变频器可共用一台整流器, 将其直流母线联结在一起, 利用各变频器的回馈能量不可能在同时发生的原理, 将某一台变频器的回馈能量作为其它变频器的动力。这样即节约了能量, 又防止了泵升电压的产生。

4.3 可靠性和环境适应性问题

由于抽油机都在环境恶劣的野外工作, 并且很多油井是无人值守的, 所以, 对变频器的可靠性和环境适应能力提出了很高的要求:既要选用可靠性指标高的变频器品牌, 又要给变频器在野外恶劣环境下工作创造必要的条件, 如设计防护等级高的双层密闭隔垫 (保温) 控制柜, 柜内设计强迫风冷系统, 可以将柜内的热量排出, 并在柜底设计有冷空气入口, 使之适合在夏季沙漠高温环境中使用。如有条件, 可建造控制柜小屋, 使控制柜避免阳光直接照射及雨淋。

5 经济效应评价分析

统计数据表明, 井A措施前吨液耗电157 Kwh, 系统效率3.13%, 措施后吨液耗电87.3Kwh, 系统效率5.63%。井B措施前吨液耗电98.4Kwh, 系统效率4.02%, 措施后吨液耗电50.2Kwh, 系统效率7.88%。井C措施前吨液耗电33.9Kwh, 系统效率12.72%, 措施后吨液耗电17.3Kwh, 系统效率20.8%。

由此可见措施前后相比, 吨液耗电下降, 系统效率上升, 表明抽油机经过智能化改造后有着较为明显的节能增产、提高系统效率的效果。

6 结论和应用前景

(1) 实际运行结果表明智能采油控制装置对游梁式抽油机进行的智能化改造时可行的。

(2) 软启动状态控制的应用解决了抽油机静止状态启动时载荷冲击问题, 功率因数明显提高, 同时改变了游梁式抽油机的运动状态, 减小了机械振动和磨损, 延长了井下检泵周期, 减小了油井的作业成本, 减轻了工人的劳动强度。

(3) 以动液面为控制对象, 通过变频器调速来控制采液速率以保证与地层的供液能力匹配, 明显提高了泵效和系统效率, 获得了较好的系统节能效果, 与未安装智能采油控制装置前相比系统综合节能率≥10%;电机启动电流减少30%。

(4) 能源价格的不断上涨, 国家能源法案对节能的要求越来越严格的, 智能控油装置在海拉尔油田现场应用效果, 推广应用不仅为某区完成产量任务加强保障, 也为海拉尔油田的上产夯实基础。

摘要：为了改善抽油机的动力学特性, 能够实现油井供排协调、机-杆-泵协调, 从而提高系统效率, 达到节能降耗目的, 大庆油田某作业区在2009年引进了智能抽油机控制系统装置。本文介绍了某作业区抽油机井的现状, 通过对抽油机井智能控油系统的工作设计原理和系统结构的介绍, 分析安装了智能控油装置抽油机井的节能降耗现场情况, 并针对智能控油装置在实际生产应用过程中出现的问题提出相应的解决措施, 对智能控油系统装置作出了经济效益评价分析, 为智能控油装置在海拉尔油田及其他油田的推广应用提供一定依据。