控制抽油杆加热的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制抽油杆加热的方法及装置，属于油田开采领域。所述方法包括：获取油井井口处稠油的温度值；当温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷；获取平衡度偏差；获取最大载荷偏差，最大载荷偏差为抽油机当前的最大载荷与抽油机历史最大载荷的差值；根据平衡度偏差和最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差；根据井筒内稠油温度偏差、温度值和稠油温度设定值，基于PID控制方法确定抽油机的抽油杆的加热时长；基于加热时长，控制抽油杆加热。本发明专利技术可以保证加热时长的准确性，从而保证了稠油的采收率，也避免了对电能造成浪费。

Method and device for controlling the heating of sucker rod

The invention discloses a method and device for controlling the heating of a sucker rod, which belongs to the field of oil field mining. The method comprises: obtaining at the wellhead oil temperature; when the temperature is less than the maximum value of the preset temperature value is greater than the heavy oil and heavy oil, temperature, oil current balance and the maximum load of pumping wells get get a balance; deviation; maximum load deviation, deviation of maximum load difference the maximum load current of the oil pumping machine and a maximum load history of machine oil; according to the balance degree of deviation and the maximum load deviation, the fuzzy control method to determine the wellbore temperature deviation based on heavy oil; according to the wellbore temperature deviation, oil temperature and oil temperature setting, PID control method of heating oil rod pumping oil pumping machine based on the long length; heating based on control rod heating. The invention can ensure the accuracy of the long heating time, thus ensuring the recovery of heavy oil and avoiding the waste of electric energy.

【技术实现步骤摘要】
控制抽油杆加热的方法及装置
本专利技术涉及油田开采领域，特别涉及一种控制抽油杆加热的方法及装置。
技术介绍
目前，在我国稠油总地质储量约为12亿方，其年产量占陆上原油总年产量的9％，因此，如何有效地开采稠油已经成为油田开采领域的一个热点。稠油的胶质与沥青含量较高，因此稠油的粘度较高，流动性较差，这严重影响稠油的采收率，然而，稠油的粘度对温度非常敏感，对稠油进行加热可以有效地降低稠油的粘度。因此，为了提高稠油的采收率，在稠油开采中一般需要对抽油机的抽油杆进行加热，以降低稠油在举升出井过程中的粘度。相关技术中，一般由技术人员根据油井井口处稠油的温度值决定是否对抽油杆进行加热，并确定对抽油杆的加热时长。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：相关技术中，抽油杆加热由人工管理和控制，技术人员需要根据经验确定抽油杆的加热时长，这导致确定的加热时长不够准确，可能会导致稠油粘度不够低，影响稠油的采收率，或者会导致加热时间过长，浪费电能。
技术实现思路
为了解决现有技术稠油采收率较低、电能浪费的问题，本专利技术实施例提供了一种控制抽油杆加热的方法及装置。所述技术方案如下：一方面，提供了一种控制抽油杆加热的方法，所述方法包括：获取油井井口处稠油的温度值；当所述温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取所述油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷；获取平衡度偏差，所述平衡度偏差为所述抽油机当前的平衡度与所述抽油机历史平衡度的差值；获取最大载荷偏差，所述最大载荷偏差为所述抽油机当前的最大载荷与所述抽油机历史最大载荷的差值；根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差；根据所述井筒内稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于比例-积分-微分PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长；基于所述加热时长，控制所述抽油杆加热。在第一种实施方式中，所述获取油井井口处稠油的温度值之后，所述方法还包括：当所述温度值大于或等于所述最大预设稠油温度值时，停止对所述抽油杆加热。在第二种实施方式中，所述获取油井井口处稠油的温度值之后，所述方法还包括：当所述温度值小于或等于所述稠油温度设定值时，基于预设加热时长控制所述抽油杆加热。在第三种实施方式中，所述根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒稠油温度偏差，包括：对所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差进行模糊化处理；利用模糊化处理后的所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差，基于模糊控制规则得到模糊井筒稠油温度偏差；对所述模糊井筒稠油温度偏差进行解模糊化处理，得到所述井筒稠油温度偏差。在第四种实施方式中，所述根据所述井筒稠油温度偏差，所述温度值和所述稠油温度设定值，基于PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长，包括：根据所述井筒稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于PID控制公式计算所述抽油机的抽油杆的加热时长，所述PID控制公式为：其中，T为所述加热时长，Kp、Ki、Kd为预设常数，t为当前采样周期的开始时刻到当前时刻的时长，Tn为所述稠油温度设定值，Tei为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述井筒稠油温度偏差，Ti为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述温度值，k为当前时刻对应的测量次数，所述k为大于1的整数。另一方面，提供了一种控制抽油杆加热的装置，所述装置包括：温度测量模块，用于获取油井井口处稠油的温度值；处理模块，用于当所述温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取所述油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷；所述处理模块，还用于获取平衡度偏差，所述平衡度偏差为所述抽油机当前的平衡度与所述抽油机历史平衡度的差值；所述处理模块，还用于获取最大载荷偏差，所述最大载荷偏差为所述抽油机当前的最大载荷与所述抽油机历史最大载荷的差值；模糊控制模块，用于根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差；PID控制模块，用于根据所述井筒内稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于比例-积分-微分PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长；所述PID控制模块，还用于基于所述加热时长，控制所述抽油杆加热。在第一种实施方式中，所述处理模块还用于：当所述温度值大于或等于所述最大预设稠油温度值时，停止对所述抽油杆加热。在第二种实施方式中，所述处理模块还用于：当所述温度值小于或等于所述稠油温度设定值时，基于预设加热时长控制所述抽油杆加热。在第三种实施方式中，所述模糊控制模块用于：对所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差进行模糊化处理；利用模糊化处理后的所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差，基于模糊控制规则得到模糊井筒稠油温度偏差；对所述模糊井筒稠油温度偏差进行解模糊化处理，得到所述井筒稠油温度偏差。在第四种实施方式中，所述PID控制模块用于：根据所述井筒稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于PID控制公式计算所述抽油机的抽油杆的加热时长，所述PID控制公式为：其中，T为所述加热时长，Kp、Ki、Kd为预设常数，t为当前采样周期的开始时刻到当前时刻的时长，Tn为所述稠油温度设定值，Tei为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述井筒稠油温度偏差，Ti为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述温度值，k为当前时刻对应的测量次数，所述k为大于1的整数。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过模糊控制方法和比例-积分-微分PID控制方法，基于油井井口处稠油温度、抽油机的最大载荷偏差、抽油机的平衡度偏差等控制抽油杆的加热，使得抽油杆加热时长的确定不依赖于技术人员的经验，保证了加热时长的准确性，从而保证了稠油的采收率，也避免了对电能造成浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的控制抽油杆加热的方法的流程图。图2是本专利技术实施例提供的控制抽油杆加热的方法的流程图。图3是本专利技术实施例提供的控制抽油杆加热的装置300的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。请参考图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的控制抽油杆加热的方法的流程图，该控制抽油杆加热的方法可以由本专利技术下文提供的控制抽油杆加热的装置执行。如图1所示，该控制抽油杆加热的方法可以包括以下步骤：步骤101、获取油井井口处稠油的温度值。步骤102、当该温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取该油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷。步骤103、获取平衡度偏差，该平衡度偏差为该抽油机当前的平衡度与该抽油机历史平衡度的差值。步骤104、获取最大载荷偏差，该最大载荷偏差为该抽油机当前的最大载荷与该抽油机历史最大载荷的差值。步骤105、根据该平衡度偏差和该最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差。步骤106、根据该井筒内稠油温度偏差、该温度值和该稠油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制抽油杆加热的方法，其特征在于，所述方法包括：获取油井井口处稠油的温度值；当所述温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取所述油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷；获取平衡度偏差，所述平衡度偏差为所述抽油机当前的平衡度与所述抽油机历史平衡度的差值；获取最大载荷偏差，所述最大载荷偏差为所述抽油机当前的最大载荷与所述抽油机历史最大载荷的差值；根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差；根据所述井筒内稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于比例‑积分‑微分PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长；基于所述加热时长，控制所述抽油杆加热。

【技术特征摘要】
1.一种控制抽油杆加热的方法，其特征在于，所述方法包括：获取油井井口处稠油的温度值；当所述温度值小于最大预设稠油温度值，且大于稠油温度设定值时，获取所述油井的抽油机当前的平衡度和当前的最大载荷；获取平衡度偏差，所述平衡度偏差为所述抽油机当前的平衡度与所述抽油机历史平衡度的差值；获取最大载荷偏差，所述最大载荷偏差为所述抽油机当前的最大载荷与所述抽油机历史最大载荷的差值；根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒内稠油温度偏差；根据所述井筒内稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于比例-积分-微分PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长；基于所述加热时长，控制所述抽油杆加热。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取油井井口处稠油的温度值之后，所述方法还包括：当所述温度值大于或等于所述最大预设稠油温度值时，停止对所述抽油杆加热。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取油井井口处稠油的温度值之后，所述方法还包括：当所述温度值小于或等于所述稠油温度设定值时，基于预设加热时长控制所述抽油杆加热。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述平衡度偏差和所述最大载荷偏差，基于模糊控制方法确定井筒稠油温度偏差，包括：对所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差进行模糊化处理；利用模糊化处理后的所述最大载荷偏差和所述平衡度偏差，基于模糊控制规则得到模糊井筒稠油温度偏差；对所述模糊井筒稠油温度偏差进行解模糊化处理，得到所述井筒稠油温度偏差。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述井筒稠油温度偏差，所述温度值和所述稠油温度设定值，基于PID控制方法确定所述抽油机的抽油杆的加热时长，包括：根据所述井筒稠油温度偏差、所述温度值和所述稠油温度设定值，基于PID控制公式计算所述抽油机的抽油杆的加热时长，所述PID控制公式为：其中，T为所述加热时长，Kp、Ki、Kd为预设常数，t为当前采样周期的开始时刻到当前时刻的时长，Tn为所述稠油温度设定值，Tei为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述井筒稠油温度偏差，Ti为所述开始时刻到当前时刻的时间段内第i次测得的所述温度值，k为当...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿彤，胡书宝，王进修，肖兵，杨小平，高艳芳，翟锡芝，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11