一種電潛泵智能生產控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種電潛泵智能生產控制系統(tǒng)
[0001]
技術領域
本發(fā)明的技術領域屬于“石油與天然氣工程”，其
【發(fā)明內容】
主要用于“石油開采”工程技術范圍。用于智能化的控制電潛栗的采油生產。
【背景技術】
[0002]在石油開采領域，電潛栗是一種被用來從井內舉升原油的采油設備。它處于采油管串的底部并且被放置于井內，通過連接到井下的電纜提供電能使其運轉，將井筒內的原油從井底舉升到地面，從而實現采油生產。由于油藏內的原油往井內聚集需要一定的時間，特別是當油田被開采了一段時間，原油聚集能力變弱，或者油田開采到了后期，都會使得井筒內原油量減少，井筒內動液面下降，井下壓力降低，從而導致電潛栗采油量減少，采油效率降低，甚至“空轉”而耗費不必要的電能。如果有一種方法，使電潛栗能按照井筒內一定的原油儲量，井筒內一定的動液面深度，一定的井下壓力來進行采油生產，使電潛栗真正實現按“需要”運轉。這就可以保證電潛栗舉升原油的穩(wěn)定流量，保證電潛栗穩(wěn)定的采油效率，同時節(jié)約大量的電能，減少電潛栗無謂的運轉磨損，即實現智能化的“間抽”。因此，采用一種智能化的控制系統(tǒng)來實現這樣的采油生產方法就具有十分重要的工程意義。
[0003]為了實現這樣的智能采油生產方法，本發(fā)明采用一種“傳感器”+ “可編程控制器(簡稱“PLC”)”的方式來組成這樣的智能生產控制系統(tǒng)。通過測定井下的有關信息來決定電潛栗是否運轉或者停轉，即智能化的實現開始生產或者停止生產。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的電潛栗智能生產控制系統(tǒng)主要用于智能化的控制電潛栗的運轉或停止，適用于那些井筒內原油聚集時間較長，動液面不穩(wěn)定，井下壓力變化較大的使用電潛栗采油的油井，也適用于油田開發(fā)到后期的井筒內油量不穩(wěn)定的老井。
[0005](I)控制系統(tǒng)組成
整個控制系統(tǒng)分為3個部分，即:①井下壓力傳感器PLC(包括CPU、電源、數模轉換模塊，以及下載到PLC內的控制軟件)執(zhí)行器；
①井下壓力傳感器
井下壓力傳感器被固定到電潛栗的潛油電機上，檢測井底的壓力，檢測的信號通過電纜以模擬量的方式傳送回位于地面的PLC內，并由PLC內的數模轉換模塊轉換成需要的開關量信號；
②PLC(包括CPU、電源、數模轉換模塊，以及下載到PLC內的控制軟件)
PLC位于地面的電控箱內，通過預先編制于其內的控制軟件對傳感器傳送的信號進行識別，并根據工藝的要求進行判別，以確定是否使執(zhí)行器動作，從而接通或斷開電潛栗的電源，實現智能生產控制； ③執(zhí)行器
執(zhí)行器是一個特殊的(無開關火花)繼電器，它根據PLC發(fā)出的指令接通或斷開電潛栗的動力電源，使電潛栗按照井下的狀況和需要來生產。
[0006]此外，上述三部分需要使用合適的電纜及電線連接起來。
[0007](2)控制原理
井內液面的高低會造成井底壓力的不同。如說明書附圖圖3 (I)所示，當井內充滿液體時，其液位深度為h，根據帕斯卡定律，此時井底的壓力為:
Pb=0.0098*ρ*1ι(I)
當井內液面下降，其液位深度Sh1時，(如說明書附圖圖3 (2)所示)，井底的壓力為: Pbl=0.0098^^!(2)
式中:
Pb:當井內充滿液體時井底的壓力，MPa ;
Pbl:當井內液面下降時井底的壓力，MPa ； h:當井內充滿液體時液位深度，M ; h1:當井內液面下降時液位深度，M ;
P:井內液體的密度，g/cnT3。
[0008]由于液面的深度不一樣，致使井底的壓力不一樣，因此，只要檢測到井底壓力的不同，就能知曉液面的深度。于是，根據井底壓力的大小就能控制電潛栗是否應該啟動進行生產。這就相當于按需要生產，從而實現智能控制。
【附圖說明】
[0009]本發(fā)明各部分設計圖如說明書附圖所示。
[0010]圖1電潛栗智能生產控制系統(tǒng)原理圖；
圖2電潛栗智能生產控制系統(tǒng)組成圖；
圖3(1)電潛栗智能生產控制原理圖(井內液面在高位)；
圖3(2)電潛栗智能生產控制原理圖(井內液面在低位)。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明的裝置采用井下壓力傳感器、PLC、執(zhí)行器三部分成品加電纜連接組合而成。
[0012](I)安裝
1)井下壓力傳感器
井下壓力傳感器安裝在井下電潛栗總成上，通過電纜連接其供電和信號通信；
2)PLC(包括CPU、電源、數模轉換模塊，以及下載到PLC內的控制軟件)
PLC(包括CPU、電源、數模轉換模塊，以及下載到PLC內的控制軟件)安裝在地面上的控制柜里，用電纜連接井下壓力傳感器的供電和信號通信；
3)執(zhí)行器
執(zhí)行器(無開關火花執(zhí)行器)安裝在地面上的控制柜里。PLC的輸出信號通過電纜連接到執(zhí)行器的輸入端，而執(zhí)行器的輸出端連接井下電潛栗的電源線； 該裝置的連接示意圖如說明書附圖圖1所示；其控制系統(tǒng)組成示意圖如說明書附圖圖2所示；根據需要智能啟動和停止的控制原理如說明書附圖圖3 (1)、(2)所示。
[0013](2)使用注意事項
O首先根據當地油田的生產數據確定井底壓力的上下限值；
2)將確定出的井底壓力的上下限數值編輯進PLC的運行軟件，并下載到PLC中；
3)井下壓力傳感器與地面PLC之間連接的電纜，其長度取決于PLC的特性，不同的PLC其參數可能不同，可通過增加中繼放大裝置來提高傳輸信號強度，進而增加電纜長度，以適應不同井深；
4)PLC與執(zhí)行器可置于一個專門的防爆箱內，以提高防爆級別和安全性；
5)建議整套控制系統(tǒng)專線供電。
【主權項】
1.一種電潛栗智能生產控制系統(tǒng)包括:①井下壓力傳感器；@PLC(包括CPU、電源、數模轉換模塊，以及下載到PLC內的控制軟件)執(zhí)行器。2.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:主要用于智能化的控制電潛栗的運轉或停止，適用于那些井筒內原油聚集時間較長，動液面不穩(wěn)定，井下壓力變化較大的使用電潛栗采油的油井，也適用于油田開發(fā)到后期的井筒內油量不穩(wěn)定的老井。3.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:根據井底壓力的大小就能控制電潛栗是否應該啟動進行生產。4.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:按需要生產，從而實現智能控制。5.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:保證電潛栗舉升原油的穩(wěn)定流量，保證電潛栗穩(wěn)定的采油效率，同時節(jié)約大量的電能，減少電潛栗無謂的運轉磨損，即實現智能化的“間抽”。
【專利摘要】在石油開采領域，電潛泵是一種被用來從井內舉升原油的采油設備。它處于采油管串的底部并且被放置于井內，通過連接到井下的電纜提供電能使其運轉，將井筒內的原油從井底舉升到地面，從而實現采油生產。由于油藏內的原油往井內聚集需要一定的時間，特別是當油田被開采了一段時間，原油聚集能力變弱，或者油田開采到了后期，都會使得井筒內原油量減少，井筒內動液面下降，井下壓力降低，從而導致電潛泵采油量減少，采油效率降低，甚至“空轉”而耗費不必要的電能。本發(fā)明采用一種“傳感器”+“可編程控制器（簡稱“PLC”）”的方式來組成電潛泵的智能生產控制系統(tǒng)。通過測定井下的有關信息來決定電潛泵是否運轉或者停轉，即智能化的控制電潛泵的生產。
【IPC分類】F04B49/06, E21B43/12
【公開號】CN105114295
【申請?zhí)枴緾N201510638448
【發(fā)明人】楊志龍, 楊劍鋒, 仇國慶, 仇思超, 郝美美
【申請人】楊志龍, 重慶科技學院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月29日