變頻調速系統培訓材料長慶油田分公司機械制造總廠抽油機專用變頻調速系統CQ系列油氣混輸泵變頻控制智能橇裝注水站2009.3.23抽油機專用變頻調速系統前言1電動機2抽油機

3通用變頻器4抽油機專用變頻控制柜

56通信系統簡介7抽油機變頻柜現場應用一、前言1、抽油機傳統調速方式油田普遍采用有桿抽油方式，而所用的抽油機普遍存在機采效率低、能耗大等情況。在實際生產過程中，采油井的供液能力隨時都有變化，需要對抽油系統運行參數進行及時而合理的調整，其中抽油機沖次的調節尤為重要。一般通過更換電機皮帶輪調節沖次，抽油機沖次只有三檔，分別為，5、3.5、2.5min-1。現有沖次無法滿足長慶低滲透率油田使用低于2.5min-1沖次采油的需要；不能任意調節抽油機的沖次，難于使采油系統處于最佳工作狀態，造成泵效普遍降低。一、前言2、抽油機專用變頻調速系統的結構一、前言系統主要由抽油機、變頻控制柜、電動機、傳感器、通訊和監控中心六部分組成。傳感器采集抽油系統地面功圖和電動機輸入參數，為變頻調速提供依據；變頻控制柜提供調速需要的變頻電源；電動機接入變頻電源驅動抽油機按需要的沖次運轉；通訊模塊將采集到的數據上傳至監控中心，監控中心遠程控制啟停機和調速。二、電動機

1、電動機的結構

油田使用的變頻器驅動的電機有三種類型：三相異步電動機、變頻電動機和永磁同步電動機。目前，長慶油田使用的最多的為三相異步電動機。

三相異步電動機的分解圖二、電動機1）定子（1）定子鐵心:作為電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。（2）定子繞組:電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。二、電動機2）轉子

轉子包括轉子鐵心、轉子繞組和轉軸等部件。（1）轉子鐵心

作用:電機磁路的一部分，并放置轉子繞組。一般用0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉子繞組。（2）轉子繞組

作用是切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。根據構造的不同分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。3）轉軸

傳遞轉矩及支撐轉子的重量，由中碳鋼或合金鋼制成。

電動機2、三相異步電動機的工作原理

異步電機定子繞組所產生的旋轉磁場，以轉差速度切割轉子導體，在轉子導體中感應電勢，產生電流，轉子導體中的電流與定子旋轉磁場相互作用而產生電磁轉矩，使轉子旋轉。當轉子的轉速與定子旋轉磁場的轉速相等時，定、轉子之間沒有相對切割，轉子中就沒有電流，也就不能產生轉矩。因此轉子的轉速一定要異于磁場的轉速，故稱異步電機。由于異步而產生的轉矩稱為異步轉矩。當時，為電動機運行；時為發電機運行；當即轉子逆著磁場方向旋轉時，它是制動運行。異步電機絕大多數都是作為電動機運行。

電動機3、永磁同步電動機的工作原理

同步電動機定子排列有三相對稱繞組，它們在空間互差120度，結構與異步電機相同。轉子為永磁體，提供一個恒定磁場。當定子通入對稱電壓時,在空間產生逆時針的旋轉磁場，與轉子磁場相互作用,產生電磁轉矩,從而將電能轉換為機械能輸出。該電機啟動轉矩大，效率高。機械特性很硬，電流沖擊大，易產生去磁、發熱現象，影響電機使用壽命。

電動機4、變頻器驅動三相異步電動機存在的問題。（1）變頻器輸出電壓和電流中，均含有高次諧波。（2）低速運轉時電機的散熱。自帶風扇的普通異步電動機在轉速降低時，冷卻風量將與轉速的3次方比例減少。（3）電動機的效率和溫升問題。高次諧波會引起定子銅耗、轉子鋁耗、鐵耗及附加損耗的增加，這些損耗都會使電機額外發熱，效率降低。（4）諧波電磁噪聲與震動。變頻器電源中含有的各次諧波與電機電磁部分的固有諧波相互干擾，形成各種電磁激震力，當電磁力波的頻率和結構件的固有震動頻率一致或接近時，將產生共振現象，加大噪聲

。（5）電動機絕緣結構承受沖擊電壓。中小容量變頻器，其載波頻率使電動機線圈需要承受很高的電壓上升率，使電機匝間絕緣承受考驗。

電動機5、變頻電動機變頻電動機的特點主要表現在：電磁設計和結構設計。1、電磁設計

1）盡可能的減小定子和轉子電阻，彌補高次諧波引起的銅耗增加。

2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。

3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態。2、結構設計1）絕緣等級，一般為F級或更高。2）要充分考慮電動機構件及整體的剛性，減小電機振動、噪聲。3）散熱風扇采用獨立的電機驅動，強迫通風冷卻。

變頻器+變頻電機是最佳選擇

二、電動機6、電動機參數的計算模型U=E+I×R（I：電流，R：電子電阻，E：感應電勢）E=k×f×X

（k：常數，f：頻率，X：磁通）T=K×I×X（K：常數,I：電流，X：磁通）P=w×T

（w：角速度，T：轉矩）

1、長慶油田抽油機類型

長慶油田再用的抽油機主要有三大類：純曲柄平衡抽油機，純游梁平衡抽油機，復合平衡抽油機（曲柄復合平衡抽油機和彎梁變矩復合平衡抽油機。

2、抽油機的平衡原理（1）抽油機不平衡的原因：懸點承受的是不對稱的脈動載荷，上沖程電動機做功很大，下沖程電機做負功。（2）抽油機不平衡的危害：抽油機運轉不平衡，影響電機的工作效率，使電機的功率因數降低，加大電機的功率損耗。3、抽油機平衡方式：游梁式抽油機的平衡方式有三種：純曲柄平衡，純游梁平衡、游梁曲柄復合平衡。4、抽油機達到平衡的原則是：（1）電動機在上下沖程中做功相等；（2）電動機在一個沖程中作功最小。（3）上、下沖程中電機輸入功率峰值相等。三、抽油機三、抽油機5、抽油機負功的產生現場試驗表明,驅動抽油機的三相異步電動機在運行轉速大于同步轉速時處于發電狀態,并產生負功,電動機轉差率絕對值超大,產生的負功越大。處于發電狀態的電動機發出的電能頻率、電壓、相序相位與電網一致時,負功能回饋電網被利用。此外,負功值大,抽油機系統效率下降,在計量和計算抽油機電動機輸入有功功率時應減去負功值。四、通用變頻器1、變頻器的調速原理我們知道，交流電動機的同步轉速表達式：n＝60f(1－s)/p

n———異步電動機的轉速；f———異步電動機的頻率；s———電動機轉差率；p———電動機極對數。由式可知，轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速，當頻率f在0～50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。（w：角速度，T：轉矩）四、通用變頻器2、變頻器的結構通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。變頻器主要由整流器、中間電路、逆變器，制動單元、驅動單元、微處理單元等組成。1）、整流器，與三相交流電源相連接，產生脈動的直流電壓。2）、中間電路，有以下三種作用：a.使脈動的直流電壓變得穩定或平滑，供逆變器使用。b.通過開關電源為各個控制線路供電。c.可以配置濾波和制動單元以提高變頻器性能。3）、逆變器，將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。4）、控制電路，它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是：輸出驅動單元、操作控制電路。主要功能是：a.利用信號來開關逆變器的半導體器件。b.提供操作變頻器的各種控制信號。c.監視變頻器的工作狀態，提供保護功能。

四、通用變頻器3、變頻器的工作原理：

變頻器通過二極管整流橋（整流單元），將輸入的工頻交流電轉變為直流電，再通過可控硅橋式電路，將直流電轉變為電壓、頻率可以任意調節的交流電。四、通用變頻器工作電路四、變頻器的工作模式和操作方法4、變頻器的功能（1）、軟啟動功能（2）、變頻調速功能A、調速方式:恒轉矩調速和恒功率調速B、調速原理（3）功率因數補償功能（4）繼電保護功能（5）模擬量輸入和通訊功能四、變頻器的工作模式和操作方法恒轉矩調速和恒功率調速交流電機是通過內部的旋轉磁場來傳遞能量的，為保證交流電機能量傳遞的效率，必須保持氣隙磁通量為恒定值，磁通太小，出力不足，磁通太大，勵磁電流過大，保持氣隙磁通量恒定不變，是變頻變壓的基本原則。在基頻以下，U1/f1=常值，基頻以上調速時，頻率可以從基頻往上增高，但電壓去不能超過額定電壓，最多只能等于額定電壓，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當于直流電機弱磁升速的情況。如果電機在不同轉速下都達到額定電流，則轉矩基本上隨磁通變化，按照電氣傳動原理在基頻以下，磁通恒定時轉矩也恒定屬于恒轉矩調速，在基頻以上，轉速升高時轉矩也降低，基本屬于恒功率調速。四、變頻器的工作模式和操作方法5、變頻器的故障判斷1）上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現火花。2）上電無顯示3）開機運行無輸出（電動機不啟動）4）運行時“過電壓”保護，變頻器停止輸出5）運行時“過電流”保護，變頻器停止輸出6）運行時“過熱”保護，變頻器停止輸出7）運行時“接地”保護8）制動問題（過電壓保護）9）變頻器內部發出腐臭般的異味10）如判斷出變頻器部件損壞五、抽油機專用變頻控制柜

1、控制柜結構

變頻控制及制動主電路工頻控制主電路系統保護電路電源及操作面板傳感器信號電路抽油機控制柜結構五、抽油機專用變頻控制柜短路熔斷器和浪涌保護器UnidriveSP2404變頻器UnidriveSP2404制動單元變頻主回路接觸器工頻主回路接觸器加熱器五、抽油機專用變頻控制柜2、UnidriveSP變頻器五、抽油機專用變頻控制柜3、抽油機控制柜電路主電路

Q101為變頻器供電斷路器Q102為工頻供電斷路器

KM1為變頻器輸出接觸器KM2為工頻輸出接觸器

KA2為變頻器啟動/停止繼電器KA3為遠程啟動/停止繼電器

五、抽油機專用變頻控制柜主控制電路圖SA2為本地/遠程切換旋鈕（兩位自鎖）SA1為工頻/變頻切換旋鈕（兩位自鎖）ON為抽油機啟動按鈕（綠色自復位）OFF為抽油機停止按鈕（紅色自復位）KA1為自鎖用繼電器五、抽油機專用變頻控制柜4、操作與維護五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜系統維護：

1.對于現場的工作環境，變頻器工作時風機為變頻器提供冷風，降低IGBT運行時的溫度，過多塵土進入會導致變頻器風機轉速降低，風量降低，甚至損壞風機。因此注意柜子內部的除塵。2.設備正常運行時柜門盡量不要打開。3.如果變頻器故障，系統自動切到工頻，此時如果手動復位，系統會自動切換到變頻繼續運行，因此在維護時要注意這一點。4.系統檢修時，將供電電源切斷，請將本地/遠程旋鈕旋到本地，按下停止按鈕，將柜內Q101,Q102斷路器斷開，然后進行檢修，檢修時注意安全。5.變頻器斷路器Q101斷開后，約10分鐘直流母線電壓才放電完畢，因此在10分鐘內嚴禁打開變頻器。五、抽油機專用變頻控制柜5、變頻控制柜的通訊1.支持各類流行總線模塊，如

Profibus-DP,DeviceNet,CANopen,Modbus

RTU,Interbus,CTNET等，不用網關，即可

實現多種總線間的數據交換2.具有可熱插拔的RJ45口，提供各類PC工具

軟件，動態監控驅動器的狀態。3.目前調試及監控采用串口RS485通訊，(標

準ModbusRTU協議)變頻器地址默認為1，

波特率19.2Kb

五、抽油機專用變頻控制柜6、再生能量的處理方式1）電動機的發電量范圍用抽油機設計軟件模擬抽油機平衡和嚴重不平衡時的發電量

機型參數CYJY6-2.5-26HFCYJY8-2.5-26HF最大載荷(kN)6080沖次min-155平衡扭矩曲線負功(J)－2037－1670不平衡扭矩曲線負功(J)－45056－57815五、抽油機專用變頻控制柜2）再生能量的處理方式再生能量通過逆變器的六個整流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。對最常用的處理方式有兩種：（1）能耗制動利用設置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動，其優點是構造簡單；對電網無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。（2）回饋制動采用有源逆變技術，將再生電能逆變為與電網同頻率同相位的交流電回送電網，從而實現制動。回饋制動的優點是提高了系統的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發生故障的穩定電網電壓下（電網電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發電制動運行時，電網電壓故障時間大于2ms，則可能發生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網有諧波污染。(3)、控制復雜，成本較高。3）制動電阻大小的確定由前邊的計算可知：抽油機一個沖程周期作負功率的范圍為：－139W～－4818W，因此，選擇功率為2.5kW的兩個制動電阻并聯在一起，制動總功率為5kW，可以滿足要求。五、抽油機專用變頻控制柜7、抽油機專用變頻器的節能原理（1）動態調節抽油機的沖次。動態調整抽油機的轉速，適應油井負荷的需要。

（2）動態調節抽油機的上、下行程的速度實現節能增產的目的。（3）動態調功功能：自動改變加在電機上的端電壓，保證電機在最小電流和最低電壓即最小功率下運行。

五、抽油機專用變頻控制柜8、變頻柜具有的主要功能：1）、在變頻方式下，系統具有軟啟動功能。2）、遠程控制啟停機。3）、具有變頻與工頻兩套驅動線路。在變頻下運行，變頻器故障，系統可以自動切換到工頻方式工作。4）、遠程控制抽油機運行沖次。5）、抽油機沖次的調節具有開環控制和閉環控制兩種模式。開環控制可以手動調節抽油機沖次，閉環控制根據井下工礦自動調節抽油機沖次。6）、數據采集功能：可以采集電參數和示功圖。7）、提示抽油機的平衡狀態，并計算平衡調節量。8）、數據通訊，提供Modbus通訊協議，485通訊接口。五、抽油機專用變頻控制柜9、抽油機變頻器的合理調頻范圍當頻率大于50Hz時，電機的轉速大于額定轉速，因此抽油機的沖次將大于最高沖次，降低了抽油機運行的可靠性。而且，當f由50-->60Hz時，U，I不變，E也不變，而X會減小，因此轉矩T會跟著磁通X減小而減小。因為P=wT(w:角速度,T:轉矩).因為P不變,w增加了,所以轉矩減小。

普通三相異步電動機的轉速是固定的，電機廠是根據電機的轉速設計風扇的，普通電機如果用變頻器降速運行，風扇的轉速也會降低，風扇的風量就會下降，電機溫度會升高。變頻器對普通三相異步電機進行調控,速度不宜太低，控制在20Hz以上。建議抽油機變頻器驅動三相異步電動機運轉時，調速范圍控制在20Hz～50Hz之間。六、抽油機變頻柜現場應用1、不同特點油井的調速方式（1）低粘度，高含水量油井的調速選用“慢上快下”開采工藝，“慢上”有利于提高抽油泵的充滿程度，“快下”有利于抽油泵固定閥的及時關閉，提高泵效。

（2）高產、高含水油井的調速適當增加沖次，

“快上快下”增加產液量。對于低產井，在現實實驗中發現如果提高沖次，排液量不增反降，

（3）稠油井的調速

原油黏度上升，經常發生驢頭和光桿“打架”現象，通過調節沖程頻次和選用“上快下慢”的開采工藝，避免了“打架”，延長了開采時間，提高了原油產量。2、無功損耗的減少由于應用變頻調速技術對抽油機實行軟啟動，啟動電流大幅度降低。功率因數由0.3-0.5上升到0.9以上。提高了功率因數，減少了無功損耗。3、抽油機沖次調節效果

六、抽油機變頻柜現場應用（1）、華池作業區剖21—11井實驗記錄：結論：變頻柜將沖次由6.3min-1降到4.32min-1，產液量基本保持不變，而電動機輸入功率明顯降低，節電率達到38%。

六、抽油機變頻柜現場應用（2）、采二嶺中作業區中97-3井實驗記錄：六、抽油機變頻柜現場應用（3）、關137-142井變頻控制柜應用情況

六、抽油機變頻柜現場應用參數隨頻率變化趨勢頻率降低，電機的輸入功率值隨之降低，變化比較明顯。六、抽油機變頻柜現場應用4、抽油機平衡調節效果采二嶺中作業區中97-3井實驗記錄：

七、通信系統簡介1、通信中的幾個基本概念：通信：就是傳遞消息的過程，即信息的傳輸與交換。消息：有待于傳送的符號、文字、數據和語音、活動圖片等等。

信息：消息中包含的有意義的內容稱為信息。消息是信息的載體，同一則信息可用不同的消息形式來載荷(比如文字、語言、圖象等)。

信號：與消息一一對應的物理量，是消息的物質載體，信號攜帶信息。即消息被承載在信號的某一參量上，若該參量是離散取值的，稱這樣的信號為數字信號。若該參量是連續取值的，稱這樣的信號為模擬信號。

通信系統：通信的目的在于傳遞信息。完成信息傳遞所需的全部設備和傳輸媒介的總和稱為通信系統。按照信道中傳輸的是模擬信號還是數字信號，相應的把通信系統分為模擬通信系統和數字通信系統。七、通信系統簡介2、通信系統的一般模型（點對點通信）如圖信息源發送設備受信者接收設備信道發送端接收端噪聲源通信系統一般模型七、通信系統簡介各部分功能：信源和信宿（受信者）：信源的作用是把各種可能消息轉換成原始電信號；信宿的作用是將復原的電信號轉換成相應的消息。發送設備：基本功能是將信源與信道匹配起來，即它將信源產生的消息信號變換成適合在信道中傳輸的信號。變換方式包括編碼和調制。信道、噪聲源：信道是指信號傳輸的通道，即傳輸媒質，它分為有線和無線兩類。噪聲源是信道中的噪聲以及分散在通信系統其他各處的噪聲的集中表示。接收設備：基本功能是完成發送設備的反變換。它的任務就是從帶有干擾地接收信號中正確恢復出相應的原始信號。。七、通信系統簡介3、通信系統的分類：

按通信的業務和用途分類

常規通信和控制通信

按調制方式分類

基帶傳輸：將未經調制的信號直接傳送

頻帶傳輸是對基帶信號調制后進行傳送

按傳輸信號的特征分類

模擬通信系統和數字通信系統

按傳輸媒介分類有線信道：如明線、電纜、光纜信道無線信道：如短波電力層傳播、微波視距傳播、衛星中繼信道七、通信系統簡介按傳輸信號的復用方式分類

頻分復用FDM、時分復用TDM、碼分復用CDM按通信工作方式分類

單工通信：是指消息只能單方向傳輸的工作方式。例如，廣播、遙測、遙控半雙工通信：是指通信雙方都能收發消息，但不能同時進行收發的工作方式。例如，無線電對講機全雙工通信：是指通信雙方可同時進行收發消息的工作方式。例如，普通電話

按數字信號碼元排列方法不同并行傳輸串行傳輸七、通信系統簡介單工、半雙工和全雙工通信方式示意圖

(a)單工；(b)半雙工；(c)全雙工七、通信系統簡介并行和串行通信方式示意圖

(a)并行傳輸；(b)串行傳輸七、通信系統簡介4、長慶油田數字化采油設備通訊方式：數傳電臺：數傳電臺：（dataradio）是借助DSP技術和無線電技術實現的高性能專業數據傳輸電臺。數傳電臺的使用從最早的按鍵電碼、電報、模擬電臺加無線MODEM，發展到目前的數字電臺和DSP、軟件無線電；傳輸信號也從代碼、低速數據（300~1200bps）到高速數據，可以傳輸包括遙控遙測數據、數字化語音、動態圖像等業務。數字電臺是數字式無線數據傳輸電臺的簡稱。即采用數字信號處理、數字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判等功能的無線數據傳輸電臺。區別與模擬調制電臺加MODEM的模擬式數傳電臺，數字電臺提供透明RS232接口，傳輸速率達19.2Kbps，收發轉換時間小于10ms。無線數傳電臺作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的使用范圍：它提供某種特殊條件下專網中監控信號的實時、可靠的數據傳輸，具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活、覆蓋范圍遠的特點，適合點多而分散、地理環境復雜等場合。七、通信系統簡介數傳電臺組網工作方式：

1）設定各個監控中心全部電臺的具體工作頻點，可能引起干擾的各監控中心不得使用相同頻點。一般情況下，數傳電臺提供15個左右的頻點供選擇；２）采用主從的工作方式，即監控中心電臺為主叫方，井場電臺為被叫方；３）監控中心巡檢程序事先對巡檢油井排序，并且事先對井場RTU設定地址編號；４）時鐘對表時監控中心采用廣播的方式，全部RTU校對時間；５）巡檢指定油井數據時，監控中心發出帶RTU地址編號的指令。相同頻點的電臺均可以收到監控中心的指令，但只有RTU地址編號一致的RTU響應，并按具體指令將要求的數據按通訊協議通過數傳電臺發出；６）監控中心發出指令后等待井場數傳電臺發出的數據，監控中心電臺接收后巡檢程序對數據進行判斷校驗，校驗不通過時，可以再次巡檢，但如果等待超過設定的時間不能收到數據時則認為無法建立與井場電臺的連接（報通訊錯誤）。七、通信系統簡介GPRS通訊：

GPRS通訊是通用分組無線服務技術（GeneralPacketRadioService)的簡稱，近幾年移動網絡與技術的快速發展也帶來了基于移動網絡傳輸數據的GPRS與CDMA專用模塊的應用，并且已經在城市供水系統與其他市政自動數據采集系統得到較多應用，同時，油田的遠程數據采集與控制系統也開始采用該項技術。

GPRS方式傳輸數據可以利用第三者已建網絡，井場地形、地點、距監控中心的距離不受限制（但要求GPRS網絡覆蓋到井場），但GPRS方式同時也存在不足之處，如數據的暢通傳輸依靠GPRS網絡的穩定以及監控中心與GPRS網絡連接的暢通，并且GPRS方式傳輸數據的費用由于功圖計產要求頻繁的功圖采集使得數據量很大，運行費用也將高于數傳電臺方式。

在系統的調試與維護過程中，數傳電臺組網時可以自行獨立控制，但GPRS方式組網時需要移動公司與油田內部網絡管理單位的緊密配合。七、通信系統簡介5、ModBus協議簡介當今世界，工業控制已從單機控制走向集中監控、集散控制。在進入網絡時代的今天，工業控制器連網也為網絡管理提供了方便。ModBus協議就是工業控制器的網絡協議中的一種。ModBus協議是Modicon公司于1978年發明的一種用于電子控制器進行控制和通訊的通訊協議。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以進行通信。它的開放性、可擴充性和標準化使它成為一個通用工業標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以簡單可靠地連成工業網絡，進行系統的集中監控，從而使它成為最流行的協議之一。長慶油田分公司機械制造總廠

CQZSZ(N)系列智能橇裝注水站CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站

1、結構組成：1）增壓系統：注塞泵2）變頻測控系統：（1）數顯壓力變送器和智能漩渦流量計。（2）智能注水控制終端。（3）變頻柜（4）電動雙流閥。3）數據通訊：本裝置為適應數字化油田需要，配置有標準RS-485接口，可與無線數傳電臺、GSM短信數傳、GPRS數字在線傳輸直接接口聯網。4）監控中心：數據處理和遠程測控。CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站2、工作原理：智能漩渦流量計、數顯壓力變送器、將注水系統運行參數傳給智能注水控制終端，智能注水控制終端程序對數據進行分析，并發出調速指令給變頻器，驅動電動雙流閥調節注水壓力和流量。可設置流量、壓力、閥門開關等報警參數，在自動調節注水泵及每口井的瞬時流量過程中，發生異常自動報警，結合視頻系統，實現了現場無人值守。同時配備橇裝注水站室內視頻，用以觀察站內設備和各個元器件的運行狀況。增加動力箱箱體溫度傳感器及時掌握注水泵動力箱內曲軸、連桿及十字頭的運行情況。遠程設置流量，接收注水房的各種數據，生產報表CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站3、技術優勢節能：在注水達到額定參數之前節能效果特別明顯自動化：計量、控制全自動化完成、數字化：全數字化接口、符合數字化油田的要求可遠程控制：可遠距離監視、控制系統

無人值守：節省人員成本和勞動強度：數據、報表電腦自動記錄分析，直觀明了安全：控制室與設備間分開，杜絕潛在安全風險CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站4、節能原理（1）橇裝注水站在投產到穩定期注水過程中一般都是小流量低壓力的地層注水，并根據地層壓力逐漸增加注水參數。在達到額定參數之前采用變頻器可以大大的節約電能，也可以減少注水泵等管路元器件的負荷損失。（2）電機的功率簡單推導如下：功率P=w/t,w=f×L,p=f/s，L=Q/s

P=w/t=f×L/t=p×s×L/tP=p×Q/t

式中：P功率w做功t時間f力L距離s面積Q流量p壓力從上式可以看出，電機的功率，與流量和壓力成正比。因為普通電機的流量只會在工頻下工作，流量不會變化，變頻控制下的電機，流量和頻率成正比。變頻電機因控制流量而節能。CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站序號名稱規格型號單位數量備注1工控機研祥臺1pc亦可2工業組態軟件（無限點）套13監控系統V1.9套1IMC4打印機Epson窄行臺15后備電源APC500VA16數據采集終端ERT-11IMC7通訊控制器TZJT-11IMC8標準機柜14”19開關電源1W110天線430M2DIAMONF11數傳電臺IMCS－450IMC遠距離5、主要硬件組成明細CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站（1）現場采集部分主機:采用西安國儀的ERT-1、－2型無線數據采集終端，具有MODBUS通訊口，每臺主機采集的水井數據最少一口，最多十口，各井與主機之間通過無線連接，現場無需布線。電臺：采用IMC－450軍品級高速數傳電臺，如在300米范圍內，可不用數傳電臺。智能精控注水儀：采用西安國儀自行研制開發的LZS-WX型精控注水儀。該設備專為油田高壓注水設計，計量準確、能自動根據日流量調節瞬時流量。自身帶有無線數傳模塊，輸出MODBUS協議通訊。現場無需布線，能遠程遙控，調節閥門的大小和開關。電池供電壓力變送器：采用YCMC型系列壓力變送器，現場無需電源，自帶有無線數傳模塊，輸出MODBUS通訊。現場無需布線。變頻控制柜：采用以德國博世（Bosch）集團的CVF－P3系列恒力矩水泵專用變頻器為核心，德力西系列低壓電器為配套，（可輔助軟啟動備用），專用DIP調節器組成的變頻控制系統。（2）控制中心部分通訊控制器：采用共同開發研制的TZJT-1型通訊控制器，通過串口與控制中心的服務器或工控機相連，另一端通過天線與井場數據采集終端通訊。工作站：采用當前主流配置的DELL工作站，用來遠程監控油、水井，遠程控制注水量，調節抽油頻率存儲油、水井動態監測資料。3、無線測控部分的軟件本次使用軟件系統為共同研發的“WOYC-1型注水遠程測控信息系統”，其主要功能是針對油田采油過程中，水井數據采集與油田統計監控等環節，實施辦公自動化的一套行之有效、功能強大且使用簡便的軟件系統。CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站6、軟件系統的主要功能（1）實時監測運行軟件，使其處于巡檢狀態，現場數據采集終端的數據實時傳入服務器，循檢水井的工作狀態及數據，包括井口壓力、分水器壓力、泵壓、瞬時流量、累積流量。系統根據測得數據同步分析注水井工作狀態，同時顯示分析結果，統計開關井數據，顯示于軟件界面，方便工作人員及時了解現場情況。如有異常，系統顯示報警信息，模擬聲光報警。（2）遠程控制在監控狀態下，選擇其中的某口注水井，可調節日注水量模式下的日注水量，瞬時流量模式下的瞬時流量。也可開關流量閥門。（3）數據處理本軟件系統具有強大的數據存儲和處理功能，可以同時保留所有注水井的數據，也可根據用戶需求保留一定時期的數據，減少數據存儲量。在數據處理方面，用戶可以根據工作需要進行報表打印、趨勢查看、結果分析計算等操作。（4）網絡傳輸（附加模塊）利用系統中提供的B/S架構的遠程監控模塊，不需要額外安裝任何軟件，即可在網絡瀏覽器中及時準確地了解各注水站和注水井的工作情況。

CQZSZ（N）系列智能撬裝注水站名稱規格型號單位數量備注變頻器SY3200-075T4