一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括：采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，以能有效實(shí)現(xiàn)叢式井組或單井油井液面的實(shí)時(shí)精確測(cè)量，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)供采平衡控制，量化采油控制，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員用工，實(shí)現(xiàn)了真正意義的閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)量化采油、科學(xué)采油，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，填補(bǔ)了石油工業(yè)機(jī)采技術(shù)的一項(xiàng)空白。
【專利說明】一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣開采【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)油田抽油機(jī)控制方式有三種:一種是通過人工更換不同規(guī)格的電機(jī)傳動(dòng)皮帶輪來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次。這種控制方式的缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且只能調(diào)整幾種固定的沖次，不能完全滿足對(duì)抽油機(jī)沖次的精確調(diào)整。第二種是應(yīng)用變頻控制技術(shù)通過人工調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變抽油機(jī)的運(yùn)行沖次，這種方式只適用于有人值守的井場(chǎng)，同時(shí)抽油機(jī)處于開環(huán)運(yùn)行狀態(tài)，無法根據(jù)油井供液情況自行調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行沖次。第三種是利用功圖法計(jì)算得出油井動(dòng)液面，以此為依據(jù)進(jìn)行閉環(huán)控制，此方法由于動(dòng)液面是計(jì)算得出，當(dāng)井況發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)液面數(shù)據(jù)誤差大，無法進(jìn)行閉環(huán)控制。這三種控制方式不能自動(dòng)或可靠的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)參控制及供采平衡控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，以能有效實(shí)現(xiàn)叢式井組或單井油井液面的實(shí)時(shí)精確測(cè)量，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)供采平衡控制，量化米油控制。
[0004]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，所述方法包括:采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0005]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)，包括:通過在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并利用中央處理器獲取所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)。
[0006]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
[0007]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，包括:通過中央處理器利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次,從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0008]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，包括:根據(jù)所述油井沉沒度，通過中央處理器利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。[0009]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)所述方法應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，通過一共直流母線將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
[0010]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述方法還包括:通過隔離型控制變壓器將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源，并將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。
[0011]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述方法還包括:通過在變頻器與電網(wǎng)電源之間設(shè)置避雷器，以進(jìn)行防雷。
[0012]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0013]在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀，用于采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)；
[0014]中央處理器，與所述在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀相連，用于獲取在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；
[0015]變頻器，與中央處理器相連，并與抽油機(jī)耦接，用于根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0016]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
[0017]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述中央處理器，進(jìn)一步用于利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；
[0018]所述變頻器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0019]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述中央處理器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述油井沉沒度，利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；所述變頻器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0020]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，所述系統(tǒng)包括:共直流母線，用于將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
[0021]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括:隔離型控制變壓器，用于將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源；電源濾波器，用于將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。
[0022]可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括:避雷器，設(shè)置在變頻器與電網(wǎng)電源之間，以進(jìn)行防雷。
[0023]上述技術(shù)方案具有如下有益效果:因?yàn)椴捎貌杉诰€式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制的技術(shù)手段，所以可以進(jìn)行全閉環(huán)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整，尤其是可以實(shí)測(cè)的動(dòng)液面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立油井沉沒度和抽油機(jī)運(yùn)行沖次間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)根據(jù)井下液面位置及采油工藝需求自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次來量化采油，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員用工，實(shí)現(xiàn)了真正意義的閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)量化采油、科學(xué)采油，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，填補(bǔ)了石油工業(yè)機(jī)采技術(shù)的一項(xiàng)空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圖3中的電路示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圖3中的變頻器的電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，以能有效實(shí)現(xiàn)叢式井組或單井油井液面的實(shí)時(shí)精確測(cè)量，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)供采平衡控制，量化米油控制。
[0032]如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法流程圖，所述方法包括:
[0033]101、采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；
[0034]102、根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；
[0035]103、根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0036]可選的，所述采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)，可以包括:通過在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并利用中央處理器獲取所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)。
[0037]可選的，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)可以為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
[0038]可選的，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，可以包括:通過中央處理器利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0039]可選的，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，可以包括:根據(jù)所述油井沉沒度，通過中央處理器利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0040]可選的，當(dāng)所述方法應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，可以通過一共直流母線將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
[0041]可選的，所述方法還可以包括:通過隔離型控制變壓器將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源，并將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。
[0042]可選的，所述方法還可以包括:通過在變頻器與電網(wǎng)電源之間設(shè)置避雷器，以進(jìn)行防雷。
[0043]對(duì)應(yīng)于上述方法實(shí)施例，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)包括:
[0044]在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀21，用于采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)；
[0045]中央處理器22，與所述在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀21相連，用于獲取在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；
[0046]變頻器23，與中央處理器22相連，并與抽油機(jī)耦接，用于根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0047]可選的，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)可以為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
[0048]可選的，所述中央處理器22，進(jìn)一步可以用于利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；所述變頻器23，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0049]可選的，所述中央處理器22，進(jìn)一步可以用于根據(jù)所述油井沉沒度，利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率；所述變頻器23，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
[0050]可選的，當(dāng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，所述系統(tǒng)可以包括:共直流母線，用于將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
[0051]可選的，所述系統(tǒng)還可以包括:隔離型控制變壓器，用于將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源；電源濾波器，用于將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。[0052]可選的，所述系統(tǒng)還可以包括:避雷器，設(shè)置在變頻器與電網(wǎng)電源之間，以進(jìn)行防
電田ο
[0053]本發(fā)明實(shí)施例上述方法或裝置技術(shù)方案具有如下有益效果:因?yàn)椴捎貌杉诰€式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制的技術(shù)手段，所以可以進(jìn)行全閉環(huán)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整，尤其是可以實(shí)測(cè)的動(dòng)液面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立油井沉沒度和抽油機(jī)運(yùn)行沖次間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)根據(jù)井下液面位置及采油工藝需求自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次來量化采油，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員用工，實(shí)現(xiàn)了真正意義的閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)量化采油、科學(xué)采油，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，填補(bǔ)了石油工業(yè)機(jī)采技術(shù)的一項(xiàng)空白。
[0054]如圖3所示，為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示,為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圖3中的電路示意圖,如圖5所示,為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圖3中的變頻器的電路示意圖，該基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)具體包括:包括中央處理器1，中央處理器I可以采用DVP-60ES200R主機(jī)，DVP-60ES200R主機(jī)上分別連接有在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀6、電能模塊11、語音報(bào)警系統(tǒng)3、工/變頻控制器12、變頻器10、人機(jī)界面2和通訊模塊4，其中變頻器10與工/變頻控制器12連接，工/變頻控制器12與交流電機(jī)連接，交流電機(jī)與抽油機(jī)連接，變頻器10并分別與上下止點(diǎn)傳感器13、電網(wǎng)電源和共直流母線連接，變頻器10與電網(wǎng)電源之間設(shè)置有避雷器7，隔離型控制變壓器8與電網(wǎng)電源連接，電源濾波器9與隔離型控制變壓器8連接，通訊模塊4上連有上位機(jī)
5。中央處理器采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，結(jié)合抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度，根據(jù)實(shí)時(shí)沉沒度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，實(shí)現(xiàn)油井動(dòng)態(tài)調(diào)參或間抽控制(井下有油就開機(jī)抽油，沒油就停機(jī))。中央處理器I同時(shí):1、采集電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、電能等電參量信號(hào)并接收人機(jī)界面的電能清除信號(hào)；2、采集變頻器沖次信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、沖次給定信號(hào)及故障復(fù)位信號(hào)；3、采集工/變頻控制器的工頻報(bào)警信號(hào)并接收工/變頻轉(zhuǎn)換信號(hào)；4、電參量、運(yùn)行沖次、運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)參模式、運(yùn)行頻率、工作模式、報(bào)警信號(hào)上傳本地人機(jī)界面并通過通訊模塊上傳給上位機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)接收本地人機(jī)界面及上位機(jī)系統(tǒng)調(diào)參模式、工作模式、遠(yuǎn)程沖次、遠(yuǎn)程啟停的設(shè)定。避雷器具有防雷功能，語音報(bào)警系統(tǒng)具有故障、啟停語音報(bào)警功能。共直流母線實(shí)現(xiàn)叢式井組各抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，將多臺(tái)抽油機(jī)的控制變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用?？刂齐娫慈∽匀喙ぞW(wǎng)，通過隔離型控制變壓器轉(zhuǎn)換成220V控制電源，經(jīng)過電源濾波器得到穩(wěn)定的無干擾的控制電源，此電源無需工網(wǎng)零線，安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。
[0055]在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀6監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)并上傳給中央處理器I。在PID (比例-積分-微分控制)方式下，中央處理器I以動(dòng)液面數(shù)據(jù)為測(cè)量值，以技術(shù)人員設(shè)定的合理動(dòng)液面為設(shè)定值，自動(dòng)運(yùn)算出輸出值，該值做為變頻器10運(yùn)行頻率參數(shù)，由中央處理器I通過串行通訊標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊傳給變頻器10，變頻器10根據(jù)此運(yùn)行頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成中央處理器I根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制；在查表方式下，根據(jù)采油工藝要求建立沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表，中央處理器I根據(jù)沉沒度直接查表得到變頻器10的運(yùn)行頻率，中央處理器I通過485通訊把此頻率參數(shù)傳給變頻器10，變頻器10根據(jù)此頻率參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成中央處理器I根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制。
[0056]本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例為一種叢式井組抽油機(jī)在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)智能自動(dòng)調(diào)參、智能間開控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)在在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)僅基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)叢式井組或單井油井液面的實(shí)時(shí)精確測(cè)量，并以實(shí)測(cè)的動(dòng)液面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立油井沉沒度和抽油機(jī)運(yùn)行沖次間的關(guān)系，進(jìn)行全閉環(huán)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)根據(jù)井下液面位置及采油工藝需求自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次來量化采油。減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員用工，實(shí)現(xiàn)了真正意義的閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)量化采油、科學(xué)采油，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，填補(bǔ)了石油工業(yè)機(jī)采技術(shù)的一項(xiàng)空白。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例精度高(測(cè)試誤差〈1%)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快(處理器采用32位的CPU，液面檢測(cè)到數(shù)據(jù)處理完成時(shí)間〈30秒)，具有結(jié)構(gòu)緊湊(體積是分散控制系統(tǒng)總體積的50%)、耐高低溫(設(shè)計(jì)有自動(dòng)加熱及散熱系統(tǒng))、操作方便、調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次過程不需要停機(jī)、能實(shí)時(shí)將測(cè)得的液面信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出等多種功能，為抽油機(jī)自動(dòng)調(diào)參提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的數(shù)字化控制。體積是分散控制系統(tǒng)總體積的50%，設(shè)計(jì)有自動(dòng)散熱系統(tǒng)，多種操作模式根據(jù)需要自由選擇。
[0057]本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例比如以一口 15KW抽油機(jī)為實(shí)例，用在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀6監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)并上傳給中央處理器1，中央處理器I根據(jù)泵掛設(shè)置參數(shù)計(jì)算出沉沒度。在某時(shí)刻，根據(jù)由采油工藝要求建立的沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表，中央處理器I根據(jù)實(shí)測(cè)的沉沒度直接查表得到變頻器10的運(yùn)行頻率，中央處理器I通過485通訊把此頻率參數(shù)傳給變頻器10，變頻器10根據(jù)此頻率參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次由5次/分鐘提升到5.5次/分鐘,0.5小時(shí)后，動(dòng)液面深度由原來的1966米下降到1898米，此后一段時(shí)間始終維持在1898米左右，達(dá)到了供采平衡。實(shí)現(xiàn)了真正意義的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的數(shù)字化控制。
[0058]該井實(shí)現(xiàn)在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的叢式井組抽油機(jī)自動(dòng)控制后，經(jīng)過對(duì)比測(cè)試，電機(jī)實(shí)測(cè)電流由32.15A下降到9.06A,有功功率、無功功率、視在功率分別由8.843KW、
9.204kvar、12.764kVA 下降為 6.041KW、1.762kvar、6.262kVA,功率因數(shù)由 0.4 提高到
0.96,綜合節(jié)電率為24%。提高了泵效和系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。該井自控系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)參的目標(biāo)值來源于沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表，此表建立根據(jù)是量化采油、科學(xué)采油的實(shí)際采油工藝要求，即該井實(shí)現(xiàn)了量化采油、科學(xué)采油的目的。
[0059]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block),單元,和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件,或兩者的結(jié)合進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability),上述的各種說明性部件(illustrative components),單元和步驟已經(jīng)通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或單元都可以通過通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可以通過計(jì)算裝置的組合來實(shí)現(xiàn)，例如數(shù)字信號(hào)處理器和微處理器，多個(gè)微處理器，一個(gè)或多個(gè)微處理器聯(lián)合一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器核，或任何其它類似的配置來實(shí)現(xiàn)。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊、或者這兩者的結(jié)合。軟件模塊可以存儲(chǔ)于RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、⑶-ROM或本領(lǐng)域中其它任意形式的存儲(chǔ)媒介中。示例性地，存儲(chǔ)媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲(chǔ)媒介中讀取信息，并可以向存儲(chǔ)媒介存寫信息?？蛇x地，存儲(chǔ)媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲(chǔ)媒介可以設(shè)置于ASIC中，ASIC可以設(shè)置于用戶終端中?？蛇x地，處理器和存儲(chǔ)媒介也可以設(shè)置于用戶終端中的不同的部件中。
[0062]在一個(gè)或多個(gè)示例性的設(shè)計(jì)中，本發(fā)明實(shí)施例所描述的上述功能可以在硬件、軟件、固件或這三者的任意組合來實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，這些功能可以存儲(chǔ)與電腦可讀的媒介上，或以一個(gè)或多個(gè)指令或代碼形式傳輸于電腦可讀的媒介上。電腦可讀媒介包括電腦存儲(chǔ)媒介和便于使得讓電腦程序從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到其它地方的通信媒介。存儲(chǔ)媒介可以是任何通用或特殊電腦可以接入訪問的可用媒體。例如，這樣的電腦可讀媒體可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或其它任何可以用于承載或存儲(chǔ)以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其它可被通用或特殊電腦、或通用或特殊處理器讀取形式的程序代碼的媒介。此外，任何連接都可以被適當(dāng)?shù)囟x為電腦可讀媒介，例如，如果軟件是從一個(gè)網(wǎng)站站點(diǎn)、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程資源通過一個(gè)同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或以例如紅外、無線和微波等無線方式傳輸?shù)囊脖话谒x的電腦可讀媒介中。所述的碟片(disk)和磁盤(disc)包括壓縮磁盤、鐳射盤、光盤、DVD、軟盤和藍(lán)光光盤，磁盤通常以磁性復(fù)制數(shù)據(jù)，而碟片通常以激光進(jìn)行光學(xué)復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也可以包含在電腦可讀媒介中。
[0063]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括: 采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度； 根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
2.如權(quán)利要求1所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)，包括: 通過在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并利用中央處理器獲取所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，包括: 通過中央處理器利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率； 利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
5.如權(quán)利要求1所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制，包括:` 根據(jù)所述油井沉沒度，通過中央處理器利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率； 利用變頻器根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，當(dāng)所述方法應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，通過一共直流母線將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
7.如權(quán)利要求6項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法還包括: 通過隔離型控制變壓器將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源，并將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。
8.如權(quán)利要求7項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法還包括: 通過在變頻器與電網(wǎng)電源之間設(shè)置避雷器，以進(jìn)行防雷。
9.一種基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀，用于采集在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)； 中央處理器，與所述在線式油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀相連，用于獲取在線式油井動(dòng)液面測(cè)得的油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)，并獲取抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)；根據(jù)所述油井地下動(dòng)液面深度數(shù)據(jù)和所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)計(jì)算出油井沉沒度；變頻器，與中央處理器相連，并與抽油機(jī)耦接，用于根據(jù)所述油井沉沒度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
10.如權(quán)利要求9所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述抽油機(jī)泵掛數(shù)據(jù)為抽油機(jī)泵掛設(shè)置參數(shù)。
11.如權(quán)利要求9所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述中央處理器，進(jìn)一步用于利用所述油井沉沒度計(jì)算與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率； 所述變頻器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
12.如權(quán)利要求9所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述中央處理器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述油井沉沒度，利用預(yù)置的油井沉沒度與運(yùn)行沖次關(guān)系表進(jìn)行查表，獲取與抽油機(jī)相連的變頻器的運(yùn)行頻率； 所述變頻器，進(jìn)一步用于根據(jù)所述運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次，從而形成根據(jù)動(dòng)液面高低自動(dòng)控制抽油機(jī)沖次的全閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)自動(dòng)控制。
13.如權(quán)利要求9-12任一項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，所述系統(tǒng)包括: 共直流母線，用于將控制所述叢式井組中的多臺(tái)抽油機(jī)的變頻器的直流母線并聯(lián)在一起，以當(dāng)一抽油機(jī)載荷在不平衡時(shí)，將下沖運(yùn)行所發(fā)電能貯存在變頻器電容中，以供給其它抽油機(jī)使用。
14.如權(quán)利要求13項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 隔離型控制變壓器，用于將電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成220V控制電源； 電源濾波器，用于將所述220V控制電源經(jīng)過電源濾波器得到控制電源。
15.如權(quán)利要求14項(xiàng)所述基于在線式動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的抽油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 避雷器，設(shè)置在變頻器與電網(wǎng)電源之間，以進(jìn)行防雷。
【文檔編號(hào)】E21B44/00GK103510917SQ201210209854
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】劉一山, 曾亞勤, 郭占春, 王林平, 常振武, 張倩, 魏立軍, 楊會(huì)豐, 覃川, 黃娟, 王曼, 李樓樓, 張軍 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司