油田抽油机智能节电控制器的研制
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摘要
随着油田原油的不断开采，老油田的低产井越来越多，油井空抽现象也越来越严重，合理地控制抽油机的开机时间与停机时间长度，可以达到节电、防止击液引起的油杆断裂以及抽油机磨损减少的目的。
解决油井空抽现象的关键是合理控制开机时间与停机时间长度，本文对各种检测方法进行了理论分析及成本比较，认为功率检测最行之有效，同时提出了功率检测的几种实现方法，即瞬时功率法、人工电耗法、设定功耗法及效益功耗法，所设计的节电控制器集以上四种方法于一身，可通过自动／手动切换采取不同的功率检测方法，使其适应范围增宽。
为实现合理的控制，该智能节电控制器采用了Atmel公司出品的AVR芯片90S8535，围绕该芯片进行了软、硬件设计。文章介绍了该节电控制器在现场使用的测试效果。
As crude oil is extracted continuously in oil field, there are more and more low yield oil wells in old oil field, and the problem of void pumping is becoming more serious. Rational control of the pump's work and rest time can save electricity, prevent the break of beam hanger caused by beating liquid, and reduce attrition of the pump.
Rational control of the pump's work and rest time is the key to solve the problem of void pumping. This essay gives theoretical analysis and cost comparison of every detective method, considers power detection as the most effective method, and puts forward several ways of power consumption and effectiveness power consumption at the same time. The designed electricity saving controller integrate all the above four methods, and it can work with different methods by switch between automatic and manual to broaden its accommodation.
To achieve rational control, this intelligent electricity saving controller adopts the AVR(90S8535) chip which is produced by Atmel company, and has the related software and hardware design of the chip. The Atmel company, and has the related software and hardware design of the chip. The paper proposes the actual test effect of this electricity saving controller when used on the spot.
解决油井空抽现象的关键是合理控制开机时间与停机时间长度，本文对各种检测方法进行了理论分析及成本比较，认为功率检测最行之有效，同时提出了功率检测的几种实现方法，即瞬时功率法、人工电耗法、设定功耗法及效益功耗法，所设计的节电控制器集以上四种方法于一身，可通过自动／手动切换采取不同的功率检测方法，使其适应范围增宽。
为实现合理的控制，该智能节电控制器采用了Atmel公司出品的AVR芯片90S8535，围绕该芯片进行了软、硬件设计。文章介绍了该节电控制器在现场使用的测试效果。
As crude oil is extracted continuously in oil field, there are more and more low yield oil wells in old oil field, and the problem of void pumping is becoming more serious. Rational control of the pump's work and rest time can save electricity, prevent the break of beam hanger caused by beating liquid, and reduce attrition of the pump.
Rational control of the pump's work and rest time is the key to solve the problem of void pumping. This essay gives theoretical analysis and cost comparison of every detective method, considers power detection as the most effective method, and puts forward several ways of power consumption and effectiveness power consumption at the same time. The designed electricity saving controller integrate all the above four methods, and it can work with different methods by switch between automatic and manual to broaden its accommodation.
To achieve rational control, this intelligent electricity saving controller adopts the AVR(90S8535) chip which is produced by Atmel company, and has the related software and hardware design of the chip. The Atmel company, and has the related software and hardware design of the chip. The paper proposes the actual test effect of this electricity saving controller when used on the spot.
引文
[1] 宋建国 等编著《AVR单片机原理及应用》，北京航空航天大学出版社，1998．10
[2] 王福瑞 等编著《单片微机测控系统设计大全》，北京航空航天大学出版社，1998．4
[3] AD7416具有二线接口的10位低功耗数字温度传感器数据手册．武汉力源电子股份有限公司，1999．8
[4] AD7416 Data sheet．AD公司
[5] 抽油机节能研究．金锋 油气田地面工程．1998，(17)5：1～4
[6] 电力电子技术在抽油机电机节能中的应用前景·薄保中等·节能·2000年第3期
[7] 对游粱式抽油机节能问题的探讨·萧南平·石油机械·1997年第25卷第3期
[8] 秦曾煌等．电工学．北京：高等教育出版社，1964
[9] 游梁式抽油机节能机理综述·苏得胜的·石油机械·2001年第29卷第5期
[10] 对调压式抽油机节能控制器的新认识·杜永军等·节能·2000年第1期
[11] 可控硅调压式抽油机节能控制器的谐波分析·杜永军等·大庆石油学院学报·1999年第23卷第3期
[12] 游粱式双驴头抽油机节能分析·陈保忠等·抚顺石油学院学报1999年第19卷第1期
[13] 变频调速与电机节能·何希玮·安庆师范学院学报(自然科学版)2000年第6卷第4期
[14] 新型抽油机节能控制器研制·智淑亚·电脑学习·2000年第4期
[15] PSEC型抽油机节能控制器节能原理·杜永军等·大庆石油学院学报1999年第23卷第3期
[16] 电机节能控制器原理与应用·俞岩宗等·信息技术·2000年第7期
[17] 游粱式抽油机节能探讨·李金华等·油气田地面工程·第18卷第5期(1999．9)
[18] 电能反馈型电子负载的设计与实现·刘志刚等·铁道学报·2001年第23卷第3期
[19] 节能蓄能器及游粱式抽油机节能动力装置·萧南平·石油机械·1997年第25卷第2期
[20] 抽油机电机控制箱的技术要求及检测·张松等·石油工业技术监督·1999年第15卷第2期
[21] 配置弹簧的游粱式抽油机节能分析·杨晓翔等·石油机械·1999年第27卷第3期
[22] 智能型抽油机节能增产初见成效·郝怀刚·制造业自动化·2001年第23卷第3期
[23] 抽油机负功与电机功率的合理选择·薄保中等·石油机械·2000年第16卷第2期
[24] 交流采样频率对功率测量的影响·张惠刚·电力自动化设备·1997年第1期
[25] 游梁式抽油机用节能电动机及其控制方式·白连平等·石油机械·1998年第26卷
[26] 游梁式抽油机运行状况及节电机理研究·黄超等·OIL FIELD EQUIPMENT．1999，(28)4：9～12
[27] MSP430 IrDA SIR Encoder/Decoder Application Report. TEXAS INSTRUMENTS. 1999
[28] Lutz Bierl. MSP430 Family Mixed-Signal Microcontroller Application Reports. TEXAS INSTRUMENTS. 2000
[29] 电力电子变流技术·西安交通大学黄俊等编·机械工业出版社·
[30] 崔振华等·有杆抽油系统[M]·北京·石油工业出版社·1994：63-64．
[31] (苏)T．M．阿理也夫等·抽油井自动控制和诊断[M]·北京·石油工业出版社·1993
[32] 王水平等·开关稳压电源——原理、设计与使用电路·[M]西安·西安电子科技大学出版社·1997：29-30
[2] 王福瑞 等编著《单片微机测控系统设计大全》，北京航空航天大学出版社，1998．4
[3] AD7416具有二线接口的10位低功耗数字温度传感器数据手册．武汉力源电子股份有限公司，1999．8
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[11] 可控硅调压式抽油机节能控制器的谐波分析·杜永军等·大庆石油学院学报·1999年第23卷第3期
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[17] 游粱式抽油机节能探讨·李金华等·油气田地面工程·第18卷第5期(1999．9)
[18] 电能反馈型电子负载的设计与实现·刘志刚等·铁道学报·2001年第23卷第3期
[19] 节能蓄能器及游粱式抽油机节能动力装置·萧南平·石油机械·1997年第25卷第2期
[20] 抽油机电机控制箱的技术要求及检测·张松等·石油工业技术监督·1999年第15卷第2期
[21] 配置弹簧的游粱式抽油机节能分析·杨晓翔等·石油机械·1999年第27卷第3期
[22] 智能型抽油机节能增产初见成效·郝怀刚·制造业自动化·2001年第23卷第3期
[23] 抽油机负功与电机功率的合理选择·薄保中等·石油机械·2000年第16卷第2期
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[32] 王水平等·开关稳压电源——原理、设计与使用电路·[M]西安·西安电子科技大学出版社·1997：29-30