一种抽油机智能间抽控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本申请公开一种抽油机智能间抽控制装置，其包括间抽控制器、电控箱、位移传感器、载荷传感器、无线天线；位移传感器测量抽油机光杆处的位移并连接到间抽控制器；载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并连接到间抽控制器；间抽控制器连接电控箱，间抽控制器包括：电源模块、通信模块、控制模块、电量模块；电量模块采集抽油机工作过程中的电流、电压和功率，并发送给控制模块；通信模块与无线天线连接，控制模块根据抽油机光杆处的载荷和位移获得抽油机的启动停止信息并发送启停命令到电控箱；电控箱包括供电单元和变频器，根据间抽控制器的命令实现抽油机的启停以及冲次调节。还有其控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化采油的
，尤其涉及一种抽油机智能间抽控制装置及其控制方法。
技术介绍
随着对石油的连续开采，部分油井已进入开采的中后期，地层压力不断下降，供液能力越来越弱。而抽油机选型和杆泵设计的产液量远远大于油井的供液能力，导致大量油井出现供液不足的现象。资料表明：有30％以上的供液不足井在50％～80％的运行时间内处于空抽状态。因此抽油机的节能增产研究备受各界关注。从提高泵效和节能的角度来看，间歇抽油工作方式是一种极其有效的方式，克服了供液不足不能满足抽油设备连续工作的问题。同时可以有效的延长设备使用寿命和油井的检泵周期。抽油机智能间抽控制装置抽油机智能间抽控制装置
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种抽油机智能间抽控制装置，其在保证产量稳定情况下，减少抽油机的工作时间，提高电机负载率，以解决油田当前存在的因油井供液不足引起的效率低下问题。解决上述问题的技术方案是：这种抽油机智能间抽控制装置，其包括间抽控制器、电控箱、位移传感器、载荷传感器、无线天线；位移传感器测量抽油机光杆处的位移并连接到间抽控制器；载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并连接到间抽控制器；间抽控制器连接电控箱，间抽控制器包括：电源模块、通信模块、控制模块、电量模块；电量模块采集抽油机工作过程中的电流、电压和功率，并发送给控制模块；通信模块与无线天线连接，控制模块根据抽油机光杆处的载荷和位移获得抽油机的启动停止信息并发送启停命令到电控箱；电控箱包括供电单元和变频器，根据间抽控制器的命令实现抽油机的启停以及冲次调节。本专利技术由间抽控制器、电控箱结合位移传感器、载荷传感器以及通信模块来实现智能间抽控制，因此在保证产量稳定情况下，减少抽油机的工作时间，提高电机负载率，以解决油田当前存在的因油井供液不足引起的效率低下问题。还提供了一种抽油机智能间抽控制装置的控制方法，其包括以下步骤：(1)分析油井当前工作状态；(2)分析油井最佳冲次并分析油井的动液面恢复规律及油井的生产规律；(3)通过控制停井，学习抽油机在不同冲次下的泵充满度变化规律、产液量以及动液面数据；(4)选取最佳冲次和初步估算停机时间；(5)确定间抽周期；(6)间抽生产效果评价和修正。附图说明图1是根据本专利技术的抽油机智能间抽控制装置的结构示意图。图2为根据本专利技术的间抽控制器的结构示意图。图3是根据本专利技术的间抽控制器的控制方法的流程图。具体实施方式如图1所示，这种抽油机智能间抽控制装置，其包括间抽控制器、电控箱、位移传感器、载荷传感器、无线天线；位移传感器测量抽油机光杆处的位移并连接到间抽控制器；载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并连接到间抽控制器；间抽控制器连接电控箱，间抽控制器包括：电源模块、通信模块、控制模块、电量模块；电量模块采集抽油机工作过程中的电流、电压和功率，并发送给控制模块；通信模块与无线天线连接，控制模块根据抽油机光杆处的载荷和位移获得抽油机的启动停止信息并发送启停命令到电控箱；电控箱包括供电单元和变频器，根据间抽控制器的命令实现抽油机的启停以及冲次调节。本专利技术由间抽控制器、电控箱结合位移传感器、载荷传感器以及通信模块来实现智能间抽控制，因此在保证产量稳定情况下，减少抽油机的工作时间，提高电机负载率，以解决油田当前存在的因油井供液不足引起的效率低下问题。另外，如图2所示，所述间抽控制器还包括：空开、保险模块、I/O模块、接线端子、接地汇流条。另外，所述间抽控制器还包括声音报警单元、光报警单元，二者均与控制模块连接。如图3所示，还提供了一种抽油机智能间抽控制装置的控制方法，其包括以下步骤：(1)分析油井当前工作状态；(2)分析油井最佳冲次并分析油井的动液面恢复规律及油井的生产规律；(3)通过控制停井，学习抽油机在不同冲次下的泵充满度变化规律、产液量以及动液面数据；(4)选取最佳冲次和初步估算停机时间；(5)确定间抽周期；(6)间抽生产效果评价和修正。另外，所述步骤(1)包括以下分步骤：(1.1)通过读取油井的当前冲次Ni、功图数据、电参和抽油机的基本参数，分析油井当前生产状态；(1.2)参数i＝0；j＝0，i代表不同冲次参数下标，j代表不同动液面下的参数下标，i＝0表示原始工作冲次状态；j＝0表示初次分析时值，计算当前油井的动液面Hi、产量Qi、充满度ηi、电机的负载率κi；(1.3)判断油井当前供液能力状态，如果ηi≥ηmin不成立，则油井处于空抽状态；对于空抽油井，判断冲次与允许最小冲次关系，Ni≥Nmin，若成立，则降低冲次，等待运行稳定后，返回开始，重新判断；若不成立，则油井处于空抽状态且产量处于最大值处，直接进入学习阶段，询问是否修正产量，学习间抽制度，确认降低目标产量；Nmax＝Ni，Ni＝Ni-1，判断油井冲次Ni≥Nmin，若成立，进入所述步骤(3)进行学习，若Ni≥Nmin不成立，则Ni＝Nmin，进入所述步骤(3)进行学习；若不允许修正产量，结束流程；(1.4)若ηi≤ηmax不成立，则油井在保持当前产量下不需要间抽，进一步判断油井当前冲次与最大允许冲次关系，Ni≥Nmax若成立，则当前油井产量为当前设备情况下最大值，无法间抽，等待下次判断；若不成立，则当前油井尚有增产可能；(1.5)ηi≤ηmax若成立，则油井符合间抽学习要求，开始进入学习状态。另外,所述步骤(2)包括以下分步骤：(2.1)i＝i+1,通过不断增加冲次，分析油井在同动液面水平下的供液能力以及不同冲次下的最小充满度；(2.2)在油井当前冲次的基础上，通过控制变频器，使冲次增加Ni＝Ni-1+ΔN(当ΔN≤0.2时，ΔN＝0.2)，判断N≥Nmax,若成立，则结束所述步骤(2)学习；(2.3)若N≥Nmax不成立，则发送冲次调节命令，待抽油机运行稳定后，开始进入油井数据分析阶段，分析油井在每个冲次条件下，工作进入稳定状态的充满度ηi、产量Qi、动液面数据Hi，以及当前负载率κi；(2.4)当动液面和充满度在一定周期的变化幅度小于最小限度值时，油井进入新的平衡状态，当η≥ηmin不成立，则结束所述步骤(2),进入所述步骤(3)进一步学习；(2.5)i＝i+1，再次进入所述步骤(2)，直至N≥Nmax成立；(2.6)建立动液面恢复曲线模型建立其H处于H0以下的动液面恢复曲线。另外,所述步骤(3)包括以下分步骤：(3.1)按设置最大停井时间Tmax停井，调节冲次，Ni-1＝Ni-ΔN，进行生产，待运行稳定后，计算当前充满度η′i0、产量Q′i0、动液面数据H′i0；(3.2)依据H′i0确定学习数据的统计间隔，在抽油机运行过程中，从H＝H′i0开始，动液面下降ΔH，计算当前平均充满度η′ij、累计产液量Q′ij、动液面数据H′ij和时间间隔Δtj，j＝j+1完成油井在停井后的产量、动液面、负载率以及泵效的数据的学习。另外,所述步骤(4)包括以下分步骤：(4.1)对比分析冲次变化过程中平均充满度η′ij和平均负载率κ′ij的变化，选取平均负载率是否在理想范围内平均充满度η′ij最大值，则Ni即为最佳冲次；(4.2)依据所述步骤(2)和所述步骤(3)学习，形成最佳冲次下动液面恢复曲线H(t)和Q(t)趋势；(4.3)根据H(t)和Q(t)，计算当目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机智能间抽控制装置，其特征在于：其包括间抽控制器、电控箱、位移传感器、载荷传感器、无线天线；位移传感器测量抽油机光杆处的位移并连接到间抽控制器；载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并连接到间抽控制器；间抽控制器连接电控箱，间抽控制器包括：电源模块、通信模块、控制模块、电量模块；电量模块采集抽油机工作过程中的电流、电压和功率，并发送给控制模块；通信模块与无线天线连接，控制模块根据抽油机光杆处的载荷和位移获得抽油机的启动停止信息并发送启停命令到电控箱；电控箱包括供电单元和变频器，根据间抽控制器的命令实现抽油机的启停以及冲次调节。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机智能间抽控制装置，其特征在于：其包括间抽控制器、电控箱、位移传感器、载荷传感器、无线天线；位移传感器测量抽油机光杆处的位移并连接到间抽控制器；载荷传感器测量抽油机光杆处的载荷并连接到间抽控制器；间抽控制器连接电控箱，间抽控制器包括：电源模块、通信模块、控制模块、电量模块；电量模块采集抽油机工作过程中的电流、电压和功率，并发送给控制模块；通信模块与无线天线连接，控制模块根据抽油机光杆处的载荷和位移获得抽油机的启动停止信息并发送启停命令到电控箱；电控箱包括供电单元和变频器，根据间抽控制器的命令实现抽油机的启停以及冲次调节。2.根据权利要求1所述的抽油机智能间抽控制装置，其特征在于：所述间抽控制器还包括：空开、保险模块、I/O模块、接线端子、接地汇流条。3.根据权利要求2所述的抽油机智能间抽控制装置，其特征在于：所述间抽控制器还包括声音报警单元、光报警单元，二者均与控制模块连接。4.一种根据权利要求1所述的抽油机智能间抽控制装置的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)分析油井当前工作状态；(2)分析油井最佳冲次并分析油井的动液面恢复规律及油井的生产规律；(3)通过控制停井，学习抽油机在不同冲次下的泵充满度变化规律、产液量以及动液面数据；(4)选取最佳冲次和初步估算停机时间；(5)确定间抽周期；(6)间抽生产效果评价和修正。5.根据权利要求4所述的抽油机智能间抽控制装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下分步骤：(1.1)通过读取油井的当前冲次Ni、功图数据、电参和抽油机的基本参数，分析油井当前生产状态；(1.2)参数i＝0；j＝0，i代表不同冲次参数下标，j代表不同动液面下的参数下标，i＝0表示原始工作冲次状态；j＝0表示初次分析时值，计算当前油井的动液面Hi、产量Qi、充满度ηi、电机的负载率κi；(1.3)判断油井当前供液能力状态，如果ηi≥ηmin不成立，则油井处于空抽状态；对于空抽油井，判断冲次与允许最小冲次关系，Ni≥Nmin，若成立，则降低冲次，等待运行稳定后，返回开始，重新判断；若不成立，则油井处于空抽状态且产量处于最大值处，直接进入学习阶段，询问是否修正产量，学习间抽制度，确认降低目标产量；Nmax＝Ni，Ni＝Ni-1，判断油井冲次Ni≥Nmin，若成立，进入所述步骤(3)进行学习，若Ni≥Nmin不成立，则Ni＝Nmin，进入所述步骤(3)进行学习；若不允许修正产量，结束流程；(1.4)若ηi≤ηmax不成立，则油井在保持当前产量下不需要间抽，进一步判断油井当前冲次与最大允许冲次关系，Ni≥Nmax若成立，则当前油井产量为当前设备情况下最大值，无法间抽，等待下次判断；若不成立，则当前油井尚有增产可能；(1.5)ηi≤ηmax若成立，则油井符合间抽学习要求，开始进入学习状态。6.根据权利要求5所述的抽油机智能间抽控制装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下分步骤：(2.1)i＝i+1,通过不断增加冲次，分析油井在同动液面水平下的供液能力以及不同冲次下的最小充满度；(2.2)在油井当前冲次的基础上，通过控制变频器，使冲次增加Ni＝Ni-1+ΔN(当ΔN≤0.3时...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟辉，庄贵林，
申请(专利权)人：北京安控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11