【技术实现步骤摘要】
一种基于变频技术的不停机间抽方法
[0001]本专利技术属于油井智能控制方法领域,尤其涉及一种基于变频技术的不停机间抽方法。
技术介绍
[0002]近年来,油田公司大力推进油井间开工程。实践证明,低液量井在现有技术条件下很难实现供排协调,油井间开是机采系统提效最关键、最具潜力、最经济有效的技术手段。随着间开井数的逐年增多,传统的人工间开方式存在明显的短板和矛盾,需要加快技术创新以助推模式转型,主要集中解决优化三方面问题:
[0003](1)传统停机间开方式,在油井停机的时间段内,由于泵漏失等因素存在,会导致油管内的液面出现下降,然后在开机生产的过程中,井筒内的变化情况是,首先液体充满油管,然后井口才能正常出液,这种情况下,严重影响抽油机的效率以及油井产量。如果采取停机间隔较小的模式间开,虽然油管内的液面可以稳定在一定范围内,但是由于停机时间短,抽油机频繁启停,存在一定安全隐患。如果采取停机间隔较大的模式间开,则油管内的液面变化幅度大,影响井口的出液。
[0004](2)停机间开方式的抽油机,抽油机本身处于“大马拉小车”状态,电机负载率低下,抽油机系统效率低;间开虽然解决了生产过程的泵效低的问题,但系统效率提升依然有限;
[0005](3)停机间开在停机状态下,由于没有流动,对于井口管线容易造成堵塞,同时井筒内也容易造成结蜡,在抽油机运行和启动过程中容易造成卡泵;抽油机停机过程中,停机位置难以控制,若抽油机驴头无法停在下死点,抽油机启动过程中,容易造成“杆打架”现象,容易造成断杆。
专利 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于变频技术的不停机间抽方法,其特征在于包括:获取抽油机当前电机频率F0,然后计算其当前电机负载率L0,电机负载率可根据以下公式计算:式中L为电机负载率,F为频率,P
实
为实际输入功率,P
额
电机额定功率,a、b为常数;计算油井高频与低频下的每个生产区间的产量Q、耗电量E,满足:产量Q≥δQ
目
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中Q
目
为目标产液量,δ为偏差系数;筛选满足公式(2)且耗电量最小的区间,该耗电量最小的区间对应的工作时长及频率即为最优解,然后控制抽油机按照相应频率及工作时长完成不停机间抽。2.根据权利要求1所述基于变频技术的不停机间抽方法,其特征在于:计算所述电机负载率包括如下步骤:首先获取当前电机频率F0,判断当前频率是否处于异常状态;如果F0>F
max
或者F0<F
min
,(式中F
max
为该电机的最大安全生产频率,F
min
为该电机的最小安全生产频率),则该抽油机的电机频率当前处于异常状态,对该抽油机不做计算;如果F
min
≤F0≤F
max
,设定电机高效区间的最小负载率为L
min
;获取频率与输入功率数据,根据公式(1)计算常数a、b;根据公式(1)与常数a、b,计算当前电机负载率L0;计算所述油井高频与低频包括如下步骤:如果L0≥L
min
,则电机在高频时的频率F
高
=F0;若L0<L
min
,计算当电机负载率达到L
min
时,其对应的频率F
高
,若F
高
≤F
max
,则该频率处于电机正常频率范围内;如果F
高
>F
max
,则取F
高
=F
max
;将F
min
至F
高
,均分为n等份(5≥n≥3),即ΔF≥1,则低频频率F
i
=F0‑
i*ΔF(i=1,2,...,n);确定所述最优解包括如下步骤:以频率组合(F
高
,F
i
)进行生产,自学习计算该频率组合的最优工作时长(T
高
,T
i
);找出频率组合(F
高
,F
i
)中单位产量最大的一个,根据公式(2)进行评价;若不满足,延长高频生产的时长T
高
,每次延长的时间步长ΔT=10min,重新学习;若满足,该频率组合为最优频率组合;则该频率组合对应频率及工作时长为最优解。3.根据权利要求2所述基于变频技术的不停机间抽方法,其特征在于:所述自学习计算频率组合的最优工作时长的具体步骤包括:控制抽油机电机分别以频率组合(F
高
,F
i
)进行生产,首先以高频F
高
进行生产,采集生产过程中的动液面H,当一段时长T内(T为设定值,油井动液面下降幅度小于等于Δd(Δd为设定的最小变化率)或泵平均充满度η
avg
≤η
min
时(η
avg
为时段T内的平均泵充满度,η
min
为设定的泵充满度有效范围的最小值),此时动液面达到最低H
min
,记录当前时间为T0;若动液面本身不下降并且泵充满度也不变化,则控制抽油机以频率F
高
持续生产;动液面达到最低时控制抽油机以低频F
i
进行生产,采集生产过程中的动液面H,当一段时长T内
油井动液面上升幅度小于等于Δd或泵平均充满度η
avg
...
【专利技术属性】
技术研发人员:金钟辉,罗亚东,杨子琼,胡智军,金静斌,
申请(专利权)人:陕西埃菲克能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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