一种抽油机的间抽控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种抽油机的间抽控制方法及系统，用于降低抽油机的间抽工作制的控制成本，方法包括：控制器接收变频器发送的电机的瞬时功率的数值；控制器根据电机的瞬时功率计算抽油机的冲次功率，冲次功率是指抽油机一个冲程周期的输出功；控制器根据冲次功率获得多个时段的平均功率，一个时段至少包括一个冲程周期；控制器将多个时段的平均功率输入间抽工作制辨识模型，得到一个工作周期内的抽油时间；控制器根据一个工作周期内的抽油时间确定一个工作周期内的停抽时间。一个工作周期内的停抽时间。一个工作周期内的停抽时间。

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机的间抽控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油领域，具体涉及一种抽油机的间抽控制方法及系统。

技术介绍

[0002]中国油田的特点是井底压力低，经过长期开采，井底的供液能力已大幅度下降。有杆抽油机的深井泵在抽油过程中都会出现不同程度的“空抽”，甚至气锁，导致产量低，效率低，能耗高，生产成本大大增加，严重影响中国石油的战略地位。
[0003]抽油机的调整参数是冲程和冲次。长冲程有利于提高效率、降低设备损耗，但是冲程的调整受抽油机本身结构的限制。为优化抽汲参数，通常通过调整冲次来实现，合适的冲次能够使抽油机的抽汲能力与井底的供液能力匹配，做到提高效率，降低输出成本。常规的冲次调整方式是更换不同转速的电机或者皮带轮，但范围有限。在冲次降到一定程度后，抽油泵效率严重降低，反而适得其反。因此间抽就是更好的解决方式。
[0004]目前许多低渗透油井都采用了间抽工作制，相关的研究也很多。较为常见的是通过传感器测量采油井的温度、压力、电参、功图等，分析地层的供液能力，对抽油机的工况进行综合诊断。但功图检测的干扰因素多，且需要使用传感器，其价格昂贵，需要定期校准，因此具有较大的局限性。
[0005]如何降低抽油机的间抽工作制的控制成本，是急需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种抽油机的间抽控制方法及系统，用于降低抽油机的间抽工作制的控制成本。
[0007]本申请实施例第一方面提供了一种抽油机的间抽控制方法，包括：
[0008]控制器接收变频器发送的电机的瞬时功率的数值；
[0009]控制器根据电机的瞬时功率计算抽油机的冲次功率，冲次功率是指抽油机一个冲程周期的输出功；
[0010]控制器根据冲次功率获得多个时段的平均功率，一个时段至少包括一个冲程周期；
[0011]控制器将多个时段的平均功率输入间抽工作制辨识模型，得到一个工作周期内的抽油时间；
[0012]控制器根据一个工作周期内的抽油时间确定一个工作周期内的停抽时间。
[0013]基于本申请实施例第一方面，本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，多个时段为连续的时段；多个时段为等长的时段。
[0014]基于本申请实施例第一方面或第一方面的第一种实现方式，本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，多个时段具体为三个时段，多个时段的平均功率包括第一平均功率P1、第二平均功率P2和第三平均功率P3；
[0015]间抽工作制辨识模型为TR＝a(yP2
‑
xP1
‑
zP3)/(uP1
‑
vP2+wP3)，其中y＝x+z，v＝u+
w，TR为一个工作周期内的抽油时间。
[0016]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式和第二种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，间抽工作制辨识模型为TR＝12(7P2
‑
4.5P1
‑
2.5P3)/(P1
‑
2P2+P3)，其中30min≤TR≤60min。
[0017]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第三种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，控制器根据一个工作周期内的抽油时间确定一个工作周期内的停抽时间，具体包括：
[0018]抽油时间大于或等于第一预设值，减少停抽时间；
[0019]抽油时间小于或等于第二预设值，增加停抽时间；
[0020]抽油时间大于第二预设值且小于第一预设值，停抽时间不改变。
[0021]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第四种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，一个工作周期内的停抽时间TS最小值为30min，TS最大值为90min；
[0022]TR≥50min，且TS>30min时，TS减少10min；
[0023]TR≤40min，且TS<90min时，TS增加10min；
[0024]50min>TR>40min时，TS不改变。
[0025]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第五种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，一个工作周期内的停抽时间TS初始值为60min。
[0026]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第六种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，方法还包括：
[0027]变频器的检测回路检测电机的瞬时电压和瞬时电流；
[0028]变频器根据电机的瞬时电压和瞬时电流计算电机的瞬时功率；
[0029]变频器向控制器发送电机的瞬时功率的数值。
[0030]基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第七种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，控制器接收变频器发送的电机的瞬时功率的数值，具体包括：
[0031]控制器通过485通讯接收变频器发送的电机的瞬时功率的数值。
[0032]本申请实施例第二方面提供了一种抽油机的间抽控制系统，包括：变频器和控制器，用于执行第一方面的抽油机的间抽控制方法；
[0033]变频器的电源端连接主回路的接触器，变频器的负载端连接电机；控制器和变频器通讯连接；电机设置在主回路。
[0034]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0035]本申请实施例中，使用电机的瞬时功率计算抽油机的冲次功率，能够准确地测量抽油机在一个冲程周期的输出功。在抽油机的冲程和冲次不变的情况下，抽油机在一个冲程周期的输出功与抽油机的产液量正相关，也就是输出功越大产液量越大，输出功越小产液量越小。产液量减少的原因是井底的供液能力不足。以测量输出功来检测井下工况，无需在井下使用昂贵的传感器，节省了成本。在确定间抽工作制的过程中，首先选取多个时段，对每个时段的冲次功率乘以该时段内的冲次，再除以该时段的时长得到平均功率。控制器
得到多个时段各自的平均功率后，将平均功率输入间抽工作制辨识模型。间抽工作制辨识模型是一个数学模型，输入量为多个时段的平均功率，输出量为一个工作周期内的抽油时间。一个工作周期包括抽油时间和停抽时间。控制器使用间抽工作制辨识模型确定一个周期内的抽油时间，进而确定一个工作周期内的停抽时间，即确定了抽油机的工作制。控制器根据抽油机的工作制控制抽油机工作，简单易行，成本低廉。
附图说明
[0036]图1是本申请实施抽油机的间抽控制方法的一种流程图；
[0037]图2是本申请实施抽油机的间抽控制方法的另一种流程图；
[0038]图3是本申请实施抽油机的间抽控制系统的一种控制流程图；
[0039]图4是本申请实施抽油机的间抽控制系统的一种结构简图。
具体实施方式
[0040]本专利技术提供了一种抽油机的间抽控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽油机的间抽控制方法，其特征在于，包括：控制器接收变频器发送的电机的瞬时功率的数值；控制器根据电机的瞬时功率计算抽油机的冲次功率，冲次功率是指抽油机一个冲程周期的输出功；控制器根据冲次功率获得多个时段的平均功率，一个时段至少包括一个冲程周期；控制器将多个时段的平均功率输入间抽工作制辨识模型，得到一个工作周期内的抽油时间；控制器根据一个工作周期内的抽油时间确定一个工作周期内的停抽时间。2.根据权利要求1所述的抽油机的间抽控制方法，其特征在于，多个时段为连续的时段；多个时段为等长的时段。3.根据权利要求2所述的抽油机的间抽控制方法，其特征在于，多个时段具体为三个时段，多个时段的平均功率包括第一平均功率P1、第二平均功率P2和第三平均功率P3；间抽工作制辨识模型为TR＝a(yP2
‑
xP1
‑
zP3)/(uP1
‑
vP2+wP3)，其中y＝x+z，v＝u+w，TR为一个工作周期内的抽油时间。4.根据权利要求3所述的抽油机的间抽控制方法，其特征在于，间抽工作制辨识模型为TR＝12(7P2
‑
4.5P1
‑
2.5P3)/(P1
‑
2P2+P3)，其中30min≤TR≤60min。5.根据权利要求1至4任一项所述的抽油机的间抽控制方法，其特征在于，所述控制器根据一个工作周期内的抽油时间确定一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平锋，刘宜萍，张春波，王卫，
申请(专利权)人：西安合升动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：