动液面自动控制方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术涉及动液面控制领域，其实施方式提供了一种动液面自动控制方法，所述方法包括：获取动液面深度的当前值和\或变化率；根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值；采用所述速度修正值修正当前的速度指令，得到修正后的速度指令，所述修正后的速度指令用于控制电机的转速。同时还提供了对应的动液面自动控制设备，以及动液面自动控制系统。本发明专利技术提供的实施方式提升了油井动液面控制中的闭环控制，具有精准度高和实时性好的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
动液面自动控制方法、设备及系统
本专利技术涉及动液面控制领域，特别涉及一种动液面自动控制方法、一种动液面自动控制设备以及一种动液面自动控制系统。
技术介绍
现有油井和水井的动液面控制，是依靠地面声波或者井下压力等专门的测井装置，测量动液面深度，然后根据当前动液面深度和理想深度，人工或者集中控制系统发指令调节举升设备的动作频率或转速。控制实时性差，可靠性差，投入大。现有的技术中已经存在根据动液面深度进行速度控制的方法，但是现有的动液面控制技术存在的问题和缺点如下：依赖于地面声波或者井压传输等专门的测井装置；人工或者集中控制系统发指令调节，自动化程度低；利用井下压力与液面深度对应关系间接地控制动液面；动液面控制的精确性、实时性和可靠性较差。例如：申请号为200710011796.0的专利技术专利《自动测量油井动液面改变抽油机运行速度的闭环控制系统》中，其技术方案根据动液面误差并不能直接计算输出速度指令，而是还需要经过位置误差计算，且用于位置误差是根据转速传感器测量出的机械无极变速器的实际输出速度求出，而不是实时直接检测而得出位置误差；对于速度控制又没有通过针对速度的闭环控制来实现。综上所述，该专利技术虽然表面上看起来是实现了对动液面的自动控制，但并不能实现直接针对动液面的实时精确地闭环控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种动液面自动控制方法、设备及系统，通过专门设计动液面数字控制器直接对动液面指令和动液面深度进行实时闭环控制，达到对动液面进行精确地自动控制目的。在本专利技术的第一方面，提供了一种动液面自动控制方法，所述方法包括：获取动液面深度的当前值和\或变化率；根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值；采用所述速度修正值修正当前的电机转速控制指令，得到修正后的电机转速控制指令。优选的，所述根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值，包括：若获取到当前值，则根据所述当前值生成第一修正值，作为所述速度修正值；若获取到变化率，则根据所述变化率生成第二修正值，作为所述速度修正值；若获取到当前值和变化率，则以所述第一修正值与所述第二修正值之和作为所述速度修正值。优选的，所述根据所述当前值生成第一修正值，包括：获取动液面指令；计算所述动液面指令与所述当前值的差值；基于所述差值与第一映射系数，得到所述第一修正值；所述第一映射系数为预设值。优选的，所述根据所述变化率生成第二修正值，包括：基于所述变化率与第二映射系数，得到所述第二修正值；所述第二映射系数为预设值。在本专利技术的第二方面，还提供了一种动液面自动控制设备，所述控制设备包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。在本专利技术的第三方面，还提供了一种动液面自动控制系统，所述控制系统包括：前述的控制设备，用于生成并输出电机转速控制指令；动液面数字控制器嵌入在所述控制设备中，用于接收所述动液面指令、所述动液面深度和当前速度指令，并对所述动液面进行实时闭环控制；动液面深度采集装置，用于将实时动液面深度转化为电信号，传输至所述控制设备中的动液面数字控制器；电机，用于带动泵举升井液调节动液面。优选的，所述控制系统还包括：速度数字控制器，所述速度数字控制器嵌入在所述控制设备中，用于接收所述电机转速控制指令和电机实际速度，并对所述电机进行实时闭环控制；电机速度传感装置，用于实时监测所述电机的转速，并把电机实际速度反馈给所述速度数字控制器。优选的，所述电机包括潜油永磁同步电机和异步感应电机。优选的，所述控制设备集成于井下驱动器中。优选的，所述控制设备集成于地面驱动器中。本专利技术第四方面，还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的动液面自动控制方法。通过本专利技术提供的上述技术方案，具有以下有益效果：1)精确度高；专门设计动液面数字控制器进行闭环控制，有效提高对动液面控制的精确度。2)实时性能好；相比人工调节，实时性能大幅提升；相比远程接收速度指令，实时性能也有明显提升。3)可靠性高；实现自动控制，排除了人为错误和通信错误的可能性。4)支持分布示应用；理论上，同时进行动液面控制的油气井数量可无限多，不会造成主控系统负担过重的情况，轻松实现分布式控制。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术一种实施方式提供的动液面自动控制方法的流程示意图；图2是本专利技术一种实施方式提供的动液面自动控制方法的计算逻辑图；图3是本专利技术一种实施方式提供的动液面自动控制系统的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术一种实施方式提供的动液面自动控制方法的流程示意图，如图1所示。一种动液面自动控制方法，所述方法包括：获取动液面深度的当前值和\或变化率；根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值；采用所述速度修正值修正当前的电机转速控制指令，得到修正后的电机转速控制指令。如此，实现了对直接针对动液面的实时精确地闭环控制。现有技术中已有根据油井动液面进行自动控制的技术，但是这些控制技术均没有考虑控制参量的实时性，因此影响其准确性。具体的，获取动液面深度的当前值和\或变化率，目前常用的方式为单片微型计算机控制的声波发讯和接收装置来实现，得到动液面深度的实时数据。油井系统通过这些数据进行转速的调整，但是这些数据经过处理后，又具有一定的滞后性，当驱动器接收到上层控制装置传来的动液面指令时，动液面已经发生了变化，因此在驱动器中对动液面指令进行判断，根据实际的差值进行一定的修正，该修正值反映到电机的转速控制上。为了进一步反映动液面的变化情况，还可以通过获取动液面的变化值来对电机的转速进行修正。根据实际场景的需要，用户可以选择其中的一者或两者进行修正计算。在本专利技术提供的一种实施方式中，所述获取所述动液面深度的当前值和\或变化率，包括：实时监测所述动液面的深度；获取当前时刻的动液面深度，得到所述动液面深度的当前值；和\或获取当前时刻的动液面深度，并进行差分处理后得到变化率。本实施方式提供了当前值和变化率的获取方式。目前常用的方式为单片微型计算机控制的测井装置或传感器来实现，其中差分处理可以在驱动器中实现。在本专利技术提供的一种实施方式中，所述根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值，包括：若获取到当前值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动液面自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取动液面深度的当前值和\或变化率；/n根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值；/n采用所述速度修正值修正当前的电机转速控制指令，得到修正后的电机转速控制指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种动液面自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取动液面深度的当前值和\或变化率；
根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值；
采用所述速度修正值修正当前的电机转速控制指令，得到修正后的电机转速控制指令。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的当前值和\或变化率生成速度修正值，包括：
若获取到当前值，则根据所述当前值生成第一修正值，作为所述速度修正值；
若获取到变化率，则根据所述变化率生成第二修正值，作为所述速度修正值；
若获取到当前值和变化率，则根据所述当前值生成第一修正值，则根据所述变化率生成第二修正值，以所述第一修正值与所述第二修正值之和作为所述速度修正值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前值生成第一修正值，包括：
获取动液面指令；
计算所述动液面指令与所述当前值的差值；
基于所述差值与第一映射系数，得到所述第一修正值；
所述第一映射系数为预设值。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化率生成第二修正值，包括：
基于所述变化率与第二映射系数，得到所述第二修正值；
所述第二映射系数为预设值。


5.一种动液面自动控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：
至少一个处理器；
存储器，与所述至少一个处理器连接；

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，邢韬，
申请(专利权)人：浙江都美电气技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33