一种可远程控制的智能采油输油系统技术方案

本发明专利技术提出一种可远程控制的智能采油输油系统，其由智能采油系统、管输加热系统、智能输油系统、状态监测与智能控制系统组成；智能采油系统由抽油机、智能调控电机、井下监测仪组成，管输加热系统由控制柜、电加热装置、温度监测仪组成；供电系统由控电装置、蓄电装置、太阳能电池板组成；智能输油系统由管输数据监测仪、油气砂混输泵、智能变频电机组成；状态监测与智能控制系统由管理层、操作层、控制层、设备层构成。各种监测仪对采油输油过程中的设备实时监测，并将数据上传处理器进行处理，然后生成相应的控制指令，再通过无线通讯传输将指令反馈给设备，调节其运行参数，达到远程控制的目的，实现对整个采油输油过程的可知、可控、可调。调。调。

【技术实现步骤摘要】
一种可远程控制的智能采油输油系统


[0001]本专利技术涉及一种可远程控制的智能调控系统，具体而言，是一种关于油气开采与运输的远程控制系统。

技术介绍

[0002]随着油气开采技术的发展，我国油气开采速度在大幅提升，产量也在逐年增大，但是目前我国油气田的开采与油气的输送能耗高，效率低，智能化程度不够，在一定程度上降低了油气开采速度，增加了开采成本，主要表现在以下几个方面：
[0003](1)当前普遍采用的抽油机，通过皮带传递方式与电机相连。电机通过皮带轮逐级减速后将动力传递给抽油机，中间过程多，导致动力损耗大。同时，现有的传动方式，传动比较为固定，电机无法根据井底实际油气情况来改变传动比，进而改变自身的功率，无法较好的适应井底参数的变化；
[0004](2)由于原油具有较高的粘度，不利于管道输送，因此需要对抽出的原油进行加热降低其粘度后通过油气砂混输泵进行输送。现有加热方式是利用燃烧化石燃料的加热炉对原油加热，其热利用率低，且加热炉体积大，占地面积多，导致输送成本增加，且不利于环境保护；
[0005](3)在油气输送过程中，现有的油气砂混输泵电机不能根据输送管道内部流量的多少来自动调节转速、功率等参数来达到节能目的。此外，在原油开采、加热、输送这几个环节之间彼此孤立，没有建立一种相互关联的闭环监测系统，不能对这些环节进行实时监测与远程控制，以此来降低对人力的依赖。
[0006]针对以上问题，亟需一种智能控制系统，实现从原油开采到原油输送这个过程中的监测与远程控制，实现智能化，减少人力物力，节约成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一个由智能采油系统、管输加热系统、供电系统、智能输油系统、状态监测与智能控制系统五大系统组成的一种可远程控制的智能采油输油系统，解决现有生产过程缺少对原油开采、加热、输送整个过程中相关设备自动实时监测的问题，解决无法预防相关设备故障的发生、无法根据油井实际开采量与管道输送原油量情况来自动调节相应设备的参数等问题，提高了效率，实现节约资源，减少二氧化碳排放，减少成本的目的。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术一种可远程控制的智能采油输油系统由智能采油系统、管输加热系统、供电系统、智能输油系统、状态监测与智能控制系统五个系统组成。
[0010]智能采油系统由抽油机、智能调控电机和井下监测仪组成，抽油机包括连杆、游梁；井下监测仪、智能调控电机与控制层的数据处理器无线通讯连接，井下监测仪实时监测记录井下数据，并通过无线通讯传输方式将数据上传至控制层的数据处理器进行处理分析并得出相应的控的制指令，然后再将控制指令通过无线通讯传输方式传送给智能调控电
机。
[0011]监测仪器用于监测井下原油中含水率、含气率等数据，将数据通过无线通讯传输方式传输给控制层的数据处理器，数据处理器对接收到的数据进行分析处理后，判断出油井的实际工况，根据实际工况生成相应控制指令，再反馈传送给智能调控电机，实现远程控制智能调控电机的转速与功率等参数。其有益效果是能够根据油井实际工况实时调整电机转速与功率，使其运行参数与油井实际负荷相匹配，减少无效抽取做功，同时实现了远程实时监油井的生产状况与远程调控电机参数，实现智能化，减少对人力的需求，节约生产成本。
[0012]管输加热系统由电加热装置、温度监测仪、控制柜组成；温度监测仪安装在电加热装置两端的管道上，并通过线路与控制柜连接，控制柜通过线路与电加热装置连接，同时控制柜与控制层的数据处理器无线通讯连接。
[0013]温度监测仪用于监测管道入口与出口处原油的温度，同时将监测的数据通过线路实时传输给控制柜，控制柜接收到数据后通过无线通讯传输方式将数据传送给控制层的数据处理器，数据处理器在对数据分析处理后生成相应的控制指令，再通过无线通讯传输方式将控制指令反馈给控制柜，控制柜根据反馈接收到的控制指令自动调节电加热装置的功率，保证管道内部的原油被加热到指定温度。此外加热装置采用电能加热，其电力来源于太阳能，相比当前燃烧化石燃料来作为加热源的加热炉，有利于减少温室气体的排放，同时利用传感器形成闭环温度监测，充分保证将原油加热到指定温度，最大限度的减少能源的浪费，节约成本。
[0014]供电系统由太阳能电池板、蓄电装置、控电装置组成；太阳能电池板通过电缆与蓄电装置连接，蓄电装置通过电缆与智能调控电机、电加热装置、智能变频电机相连接，控电装置通过线路与蓄电装置连接。
[0015]太阳能电池板将太阳能转换为电能，并将电能储存在蓄电装置中，控电装置统一管理分配蓄电装置中的电能，分别将电能供给智能输油系统、管输加热系统、智能输油系统。其有益效果是实现清洁能源的利用，减少温室气体的排放，更有利于保护环境，同时相比传统利用电缆将电能从电力公司输送到相应的用电设备的供电方式，减少电缆铺设等费用，有利于降低生产成本。
[0016]智能输油系统由油气砂混输泵、智能变频电机、管输数据监测仪组成。智能变频电机通过联轴器与油气砂混输泵相连，管输数据监测仪安装在油气砂混输泵两侧的输油管道上，管输数据监测仪通过无线通讯与控制层的数据处理器相连，数据处理器与油气砂混输泵无线通讯连接；
[0017]安装在油气砂混输泵进出口两侧管道上的管输数据监测仪，用于监测管道中原油的含水率、流量、流速、压力等数据，并将所监测到的数据通过无线通讯传输方式上传至控制层的数据处理器，由数据处理器对数据进行分析处理后，生成控制指令反馈调节智能变频电机的频率、转速等工作参数。其有益效果是实现混输泵的运行功率与输送原油流量相匹配，减少混输泵无效做功，降低生产成本，同时通过无线通讯数据传输，实现远程操控控制，减少对人力的依赖，降低生产成本，实现智能输油。
[0018]状态监测与智能控制系统由设备层、控制层、操作层与管理层组成；其中设备层由抽油机、智能调控电机、井下监测仪、控制柜、电加热装置、温度监测仪、油气砂混输泵、变频
电机组成。控制层由数据处理器与工业防火墙组成；操作层由操作设备、数据存储器组成；管理层由调度终端组成。设备层与控制层通过无线通讯方式连接，控制层、操作层、管理层之间通过线路连接，实现数据的实时传输与共享。
[0019]控制层的数据处理器接收生产过程中各个监测仪传输出的数据，在对数据实时进行分析处理后，生成相应的控制指令反馈调节相应的生产运行设备装置，从而实现对整个生产、加热、输送环节的智能控制与远程操作，减少人力物力的使用，节约生产成本；工业防火墙用于保护系统不受网络病毒攻击，保证系统与数据安全。控制层的数据处理器通过线路与操作层由操作设备、数据存储器链接，在数据处理器对数据处理分析生成控制指令后，将相应的控制指令显示在操作设备上，方便操作人员实时观察所有操作指令，同时操作人员可通过操作设备暂停或修改数据处理器发出的控制指令，实现与数据处理器共同对生产运行设备与装置的控制，数据存储器则用于保存一切数据，做到一切控制指令与数据可溯源、可跟踪。管理层的调度终端可以对整个状态监测与智本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可远程控制的智能采油输油系统，主要由智能采油系统(1)、管输加热系统(2)、供电系统(3)、智能输油系统(4)、状态监测与智能控制系统(5)组成，其中：所述智能采油系统(1)，包括抽油机(11)、智能调控电机(12)、连杆(13)、游梁(14)、井下监测仪(15)；所述的管输加热系统(2)，由控制柜(21)、电加热装置(22)、温度监测仪(23)、管道(24)组成；所述供电系统(3)由、控电装置(31)、蓄电装置(32)、太阳能电池板(33)组成；所述智能输油系统(4)由油气砂混输泵(41)、智能变频电机(42)、管输数据监测仪(43)、组成；所述状态监测与智能控制系统由设备层、控制层、操作层、管理层组成；其中设备层由抽油机(11)、智能调控电机12)、井下监测仪15、控制柜(21)、电加热装置(22)、温度监测仪23、油气砂混输泵(41)、智能变频电机(42)组成，控制层由数据处理器(51)、工业防火墙(52)组成，操作层由操作设备(53)、数据存储器组成(54)组成，管理层由调度终端(55)组成；所述智能采油系统(1)、管输加热系统(2)、智能输油系统(4)之间通过输油管道相连，供电系统(3)通过电缆与智能采油系统(1)、管输加热系统(2)、智能输油系统(4)相连为其提供电能；状态监测与智能控制系统(5)与智能采油系统(1)、管输加热系统(2)、智能输油系统(4)之间通过无线通讯连接方式相连。2.根据权利要求1所述的智能采油系统(1)，其特征在于，井下监测仪(15)、智能调控电机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志强，唐克好，马亚超，陶垒，陈科，王俊杰，刘伯韬，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：