抽油机的控制方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种抽油机的控制方法及装置，其中，该方法包括：通过大量计算获取到与抽油机的产液量正相关的因子，该因子可以抽油机工作参数之间的比值或乘积等关系，然后通过调节抽油机的电机运行频率，来获取不同频率对应的比值或乘积，当比值或乘积取得最大值时表明当前电机运行频率最佳，后续设置电机以该最佳频率运行，采用上述方案，通过获取上述比值或乘积的最大值，准确简单的找到了电机的最佳频率，解决了相关技术中抽油机频率调节的方案实现复杂且调节效果不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
抽油机的控制方法及装置
本申请涉及但不限于石油领域，具体而言，涉及一种抽油机的控制方法及装置。
技术介绍
在相关技术中，抽油机采油控制器系统是数字化抽油机的核心，被集成在抽油机控制柜中，具备数据采集和远程控制功能。抽油机采油控制系统一般集成油井数据采集模块，实现抽油机自动调节平衡、自动调节冲次及电机保护。相关数字化抽油机特点：1.自动调节平衡。调节目标：节能。通过平衡调节电机的正转反转控制调节抽油机的平衡度，调节目标是使平衡度在一定的范围之内，一般为80％～100％之间。2.自动调节冲次。调节目标：增产。通过调节变频频率改变抽油机冲次，计算泵充满度、计算近似产液量，目标使产液量最大。在相关技术中，通过分析示功图的上死点载荷线和下死点载荷线，来计算泵充满度，计算近似产液量，进而调节频率。相关技中的方案计算过程十分冗繁，而且由于现场工况复杂，实际的泵充满度与频率不存在与相关技术方案中一致的理想的单调性关系，所以相关技术方案在很多井场无法适用。针对相关技术中抽油机频率调节的方案实现复杂且调节效果不准确的的问题，目前还没有有效的解决方案。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种抽油机的控制方法及装置，以至少解决相关技术中抽油机频率调节的方案实现复杂且调节效果不准确的的问题。根据本申请的一个实施例，提供了一种抽油机的控制方法，包括：调整所述抽油机的电机运行频率，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积，其中，所述比值为示功图面积与冲程时间的比值，或者，所述比值为泵充满度与冲程时间的比值，或者，所述乘积为示功图面积与冲次的乘积，或者，所述乘积为示功图的泵充满度和冲次的乘积；在所述比值或乘积取得最大值时，确定所述最大值对应的冲次为最佳冲次，控制所述抽油机以所述最佳冲次对应的电机运行频率运行。根据本申请的另一个实施例，还提供了一种平衡机的维护方法，包括：抽油机的RTU检测是否处于平衡电机维护周期；在检测到处于平衡电机维护周期时，RTU控制平衡电机执行微调命令。根据本申请的另一个实施例，还提供了一种抽油机的控制装置，包括：调整模块，用于调整所述抽油机的电机运行频率，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积，其中，所述比值为示功图面积与冲程时间的比值，或者，所述比值为泵充满度与冲程时间的比值，或者，所述乘积为示功图面积与冲次的乘积，或者，所述乘积为示功图的泵充满度和冲次的乘积；第一控制模块，用于在所述比值或乘积取得最大值时，确定所述最大值对应的冲次为最佳冲次，控制所述抽油机以所述最佳冲次对应的电机运行频率运行。根据本申请的另一个实施例，还提供了一种平衡机的维护装置，包括：检测模块，用于检测是否处于平衡电机维护周期；第二控制模块，用于在检测到处于平衡电机维护周期时，RTU控制平衡电机执行微调命令。根据本申请的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。根据本申请的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。通过本申请，通过大量计算获取到与抽油机的产液量正相关的因子，该因子可以抽油机工作参数之间的比值或乘积等关系，然后通过调节抽油机的电机运行频率，来获取不同频率对应的比值或乘积，当比值或乘积取得最大值时表明当前电机运行频率最佳，后续设置电机以该最佳频率运行，采用上述方案，通过获取上述比值或乘积的最大值，准确简单的找到了电机的最佳频率，解决了相关技术中抽油机频率调节的方案实现复杂且调节效果不准确的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据相关技术中的供液能力不足时理论泵示功图；图2是根据相关技术中的实际功图计算泵充满度的示意图；图3是根据相关技术中工况稳定时的抽油井冲次和泵充满度的关系示意图；图4是根据相关技术中的抽油机电机频率和冲次的线性关系示意图；图5是根据相关技术中的现场某抽油井实际测量的产液量与频率的对应关系示意图；图6是根据相关技术中的调节流程图；图7是本申请实施例的一种抽油机的控制方法的远程终端单元RTU的硬件结构框图；图8是根据本申请实施例的抽油机的控制方法的流程图；图9是根据相关技术中的抽油机工作示意图；图10是根据相关技术中采集的示功图；图11是根据本申请另一个实施例的单调性处理位移信号的前后对比图；图12是根据本申请另一个实施例的消除了位移抖动的示意图；图13是根据本申请另一个实施例的示功图经过平滑处理的前后对比效果图；图14是根据本申请另一个实施例的示功图的上死点载荷线和下死点载荷线示意图；图15是根据本申请另一个实施例的未经平滑处理的示功图；图16是根据本申请另一个实施例的经过平滑处理的示功图；图17是根据本申请另一个实施例的畸形示意图；图18是根据相关技术中的平衡电机的照片示意图；图19是根据本申请另一个实施例的消除上冲程部分位移抖动的示意图；图20是根据本申请另一个实施例的滑动平均处理的示功图；图21是根据本申请另一个实施例的抽油机冲次调节原理示意图；图22是根据本申请另一个实施例的示功图面积计算示意图；图23是根据本申请另一个实施例的供液能力不足时理论泵示功图；图24是根据本申请另一个实施例的平衡电机维护示意图；图25是根据相关技术中的现场采集井口的不同频率运行对应的示功图；图26是根据相关技术中的频率和充满度的关系图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。下面对本申请文件中的技术术语进行说明。冲程：抽油机驴头上下运动完成一次抽油过程，称之为冲程。冲次：抽油机1分钟内完成的冲程次数，通常单位(次/min)位移载荷传感器：位移信号用来表征驴头带着抽油杆从下往上运动的垂直距离，载荷信号用来表征抽油杆在提升和下降时所受到的拉力。示功图：抽油机控制器在抽油机完成一个完整冲程过程中的位移采样数据(横轴)和载荷采样数据(纵轴)组成的封闭的二维图形，可用于分析抽油机生产状态，可用于冲次调节以提高产量。也简称功图。采样频率：抽油机采油控制器采集位移载荷信号的频率，通常采样周期50ms，即采样频率20Hz。RTU(RemoteTerminalUnit)：远程终端单元，即抽油机采油控制器。平衡调节：通过分析主电机完整冲程的电参，并控制平衡电机的正转反转来调整平衡块的重心，从而调节抽油机的平衡度，以实现抽油机节能的目的。冲次调节：通过分析功图，调节变频器频率来改变主电机转速，从而改变冲次，以实现提高产液量的目标。功图分析：通过对功图数据和形状的分析，可以计算泵充满度，便于冲次调节，可以判断抽油机生产状态，如柱塞卡死、抽油杆断脱等异常工况。本申请可以解决以下问题，问题1.消除位移信号抖动的单调性算法。问题2.便于功图分析的平滑滤波处理算法。问题3.计算功图面积的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机的控制方法，其特征在于，包括：调整所述抽油机的电机运行频率，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积，其中，所述比值为示功图面积与冲程时间的比值，或者，所述比值为泵充满度与冲程时间的比值，或者，所述乘积为示功图面积与冲次的乘积，或者，所述乘积为示功图的泵充满度和冲次的乘积；在所述比值或乘积取得最大值时，确定所述最大值对应的冲次为最佳冲次，控制所述抽油机以所述最佳冲次对应的电机运行频率运行。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机的控制方法，其特征在于，包括：调整所述抽油机的电机运行频率，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积，其中，所述比值为示功图面积与冲程时间的比值，或者，所述比值为泵充满度与冲程时间的比值，或者，所述乘积为示功图面积与冲次的乘积，或者，所述乘积为示功图的泵充满度和冲次的乘积；在所述比值或乘积取得最大值时，确定所述最大值对应的冲次为最佳冲次，控制所述抽油机以所述最佳冲次对应的电机运行频率运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积之前，所述方法还包括：获取所述抽油机实际采集获得的原始示功图；消除所述原始示功图中的位移抖动。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，消除原始示功图中的位移抖动，包括：检测所述原始示功图，将上冲程部分中位移采样值不呈现递增的采样点删除，并依据位移递增规则和载荷递增规则重新设置采样点；将下冲程部分中位移采样值不呈现递减的采样点删除，并依据位移递减规则和载荷递减规则重新设置采样点，形成消除位移抖动后的第一示功图。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积之前，所述方法还包括：对待处理示功图进行平滑处理，其中，所述待处理示功图包括：第一示功图或者原始示功图。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对待处理示功图进行平滑处理，包括：获取所述待处理示功图上的第一采样点相邻预设个数的采样点的位移采样值的位移平均值，和载荷采样值的载荷平均值，记录所述位移平均值和所述载荷平均值构成第二采样点；针对所述待处理示功图上的多个第一采样点，获取对应的第二采样点，依据所述多个第二采样点获取第二示功图，其中，将所述待处理示功图到所述第二示功图的转换过程记为一次平滑处理。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述抽油机的电机运行频率，获取不同电机运行频率对应的比值或乘积，包括；通过调整电机运行频率控制所述抽油机的冲程时间，并实时计算每次调整后的比值或乘积。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述比值或乘积取得最大值，C用于表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺荣，汪远广，徐仁佐，高明，殷涛，
申请(专利权)人：北京龙鼎源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11