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油田地面地下一體化采油智能控制裝置制造方法

文檔序號(hào):5395247閱讀:140來(lái)源:國(guó)知局
油田地面地下一體化采油智能控制裝置制造方法
【專利摘要】油田地面地下一體化采油智能控制裝置,為解決對(duì)抽油機(jī)上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。包括抽油機(jī)本體,所述抽油機(jī)本體的光桿上設(shè)有負(fù)荷傳感器,抽油機(jī)本體的電機(jī)輸出軸上設(shè)有編碼器,抽油機(jī)本體的減速箱下端固定有光電開(kāi)關(guān),所述負(fù)荷傳感器、編碼器、光電開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器連接,控制器的控制輸出端通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連接,控制器的壓力、溫度數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器連接,電控配產(chǎn)器設(shè)在井下過(guò)電纜封隔器下端的油管柱上,電控配產(chǎn)器上設(shè)有壓力傳感器。降低了抽油機(jī)損壞的幾率、減少了工作人員的工作負(fù)擔(dān)、提高了抽油機(jī)的工作效率并且促進(jìn)了油田科技發(fā)展。
【專利說(shuō)明】油田地面地下一體化采油智能控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田開(kāi)采【技術(shù)領(lǐng)域】,屬于一種用于油井的智能開(kāi)采技術(shù),具體是油田地面地下一體化采油智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前通過(guò)安裝抽油機(jī)控制器和電機(jī)控制箱,實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)遙開(kāi)、遙關(guān)、電機(jī)過(guò)載和缺相自動(dòng)停機(jī)保護(hù)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)等功能,但是傳統(tǒng)裝置中,由于沒(méi)有對(duì)地面和地下的數(shù)據(jù)同時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控的相應(yīng)設(shè)備,使得抽油機(jī)上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),無(wú)法為油藏工程分析提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。尤其是井下地層壓力、產(chǎn)液量發(fā)生變化時(shí),工作人員無(wú)法準(zhǔn)確獲得相應(yīng)數(shù)據(jù),不能及時(shí)對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,使抽油機(jī)不能在合理工作范圍內(nèi)使用,降低抽油機(jī)工作效率,影響油田開(kāi)發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為設(shè)計(jì)一種可以對(duì)地面及地下數(shù)據(jù)同時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控的設(shè)備,以解決對(duì)抽油機(jī)上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題,而提出的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,包括抽油機(jī)本體,所述抽油機(jī)本體的光桿上設(shè)有負(fù)荷傳感器,抽油機(jī)本體的電機(jī)輸出軸上設(shè)有編碼器,抽油機(jī)本體的減速箱下端固定有光電開(kāi)關(guān),所述負(fù)荷傳感器、編碼器、光電開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器連接,控制器的控制輸出端通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連接,控制器的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器連接,電控配產(chǎn)器設(shè)在井下過(guò)電纜封隔器下端的油管柱上;
所述電控配產(chǎn)器包括上密封頭、上接頭正反接箍、本體、下接頭正反接箍及下密封頭,所述的上接頭正反接箍上下端分別與上密封頭及本體上端相連接,本體及上接頭正反接箍上開(kāi)有彼此連通的橋式通道,下接頭正反接箍上下端分別與本體下端及下密封頭相連接,上密封頭上端及下密封頭下端分別設(shè)有第一密封裝置及第二密封裝置,本體上端連接有第一耐壓外罩,第一耐壓外罩上端連接有第二抗壓外罩,第二耐壓外罩上端固定有密封堵頭,第二耐壓外罩與密封堵頭之間設(shè)有密封圈,密封堵頭上部連接第三密封裝置,第三密封裝置上端通過(guò)電纜通道與第一密封裝置連接,第三密封裝置下端通過(guò)電纜通道與電路組件連接,電路組件通過(guò)電纜通道分別與電機(jī)組合、壓力、溫度傳感器及第四密封裝置連接,壓力傳感器通過(guò)壓緊螺塞固定在本體外壁的凹槽中,第四密封裝置通過(guò)電纜通道與第二密封裝置連接;所述電機(jī)組合輸出端連接有聯(lián)軸器組件及傳動(dòng)軸,傳動(dòng)軸下端設(shè)有活塞。
[0004]所述光電開(kāi)關(guān)為同軸反射式紅外光電開(kāi)關(guān)。
[0005]所述電機(jī)組合外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩。
[0006]所述聯(lián)軸器組件下部的傳動(dòng)軸外部設(shè)有動(dòng)密封組件。
[0007]所述控制器包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊。
[0008]本發(fā)明的有益效果:負(fù)荷傳感器、編碼器、光電開(kāi)關(guān)及壓力傳感器將采集的抽油機(jī)運(yùn)作數(shù)據(jù)傳遞給控制器,控制器通過(guò)分析和處理將所得數(shù)據(jù)以及需要調(diào)整的運(yùn)行方式顯示出來(lái),并通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)運(yùn)行方式、過(guò)程及內(nèi)容,從而改善抽油機(jī)的工作,保持抽油機(jī)始終在良好狀態(tài)下運(yùn)行,電控配產(chǎn)器設(shè)置在井下,并且設(shè)有壓力、溫度傳感器,對(duì)井下地層進(jìn)行分層的壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè),控制器對(duì)井下數(shù)據(jù)分析處理后,可以對(duì)井下配產(chǎn)器的控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié),使得單井的開(kāi)采效率最優(yōu)化,該發(fā)明提高了抽油機(jī)的工作效率,減少了操作工人的工作強(qiáng)度,同時(shí)為油藏工程分析提供了準(zhǔn)確的地層數(shù)據(jù),促進(jìn)了油田科技的發(fā)展,為油田今后的前進(jìn)提出了新的方向。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中電控配產(chǎn)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1-光桿,2-負(fù)荷傳感器,3-電機(jī),4-編碼器,5-減速箱,6-光電開(kāi)關(guān),7_控制器,8-電控配產(chǎn)器,9-過(guò)電纜封隔器,10-油管柱,11-上密封頭,12-上接頭正反接箍,13-本體,14-下接頭正反接箍,15-下密封頭,16-橋式通道,17-第一密封裝置,18-第二密封裝置,19-第一耐壓外罩,20-第二耐壓外罩,21-密封堵頭,22-第三密封裝置,23-電路組件,24-電機(jī)組合,25-壓力、溫度傳感器,26-第四密封裝置,27-聯(lián)軸器組件,28-傳動(dòng)軸,29-活塞,30-電機(jī)罩,31-動(dòng)密封組件。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合圖1及圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,油田地面地下一體化采油智能控制裝置,包括抽油機(jī)本體,所述抽油機(jī)本體的光桿I上設(shè)有負(fù)荷傳感器2,從而測(cè)其抽油機(jī)的上、下載荷、繪制功圖,抽油機(jī)本體的電機(jī)3輸出軸上設(shè)有編碼器4,用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速及抽油桿位置,抽油機(jī)本體的減速箱5下端固定有光電開(kāi)關(guān)6,用于計(jì)算驢頭運(yùn)行一周或半周的時(shí)間及沖程,所述負(fù)荷傳感器2、編碼器4、光電開(kāi)關(guān)5的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器7連接,控制器7的控制輸出端通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)3連接,各電感器將采集的數(shù)據(jù)傳遞給控制器7,從而使控制器更好的控制電機(jī)工作,控制器7的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器8連接,電控配產(chǎn)器8設(shè)在井下過(guò)電纜封隔器9下端的油管柱10上,從而檢測(cè)井下數(shù)據(jù);
所述電控配產(chǎn)器8包括上密封頭11、上接頭正反接箍12、本體13、下接頭正反接箍14及下密封頭15,所述的上接頭正反接箍12上下端分別與上密封頭11及本體13上端相連接,在本次實(shí)施過(guò)程中,選擇的連接方式為螺紋連接,本體13及上接頭正反接箍12上開(kāi)有彼此連通的橋式通道16,使下層油管中的液體在抽油機(jī)的作用下從橋式通道16中向上層流動(dòng),下接頭正反接箍14上下端分別與本體13下端及下密封頭15相連接,整體的對(duì)本體13起到保護(hù)的作用,上密封頭11上端及下密封頭15下端分別設(shè)有第一密封裝置17及第二密封裝置18,用于電力及數(shù)據(jù)的傳輸,電力及數(shù)據(jù)線路通過(guò)第二密封裝置進(jìn)入到下一級(jí)的過(guò)電纜封隔器9中,本體13上端連接有第一耐壓外罩19,第一耐壓外罩19上端連接有第二抗壓外罩20,第二耐壓外罩20上端固定有密封堵頭21,對(duì)本體13上部的器件進(jìn)行保護(hù),第二耐壓外罩20與密封堵頭21之間設(shè)有密封圈,用于密封,密封堵頭21上部連接第三密封裝置22,第三密封裝置22上端通過(guò)電纜通道與第一密封裝置17連接,第三密封裝置22下端通過(guò)電纜通道與電路組件23連接,電路組件23通過(guò)電纜通道分別與電機(jī)組合24、壓力、溫度傳感器25及第四密封裝置26連接,電路組件23控制電機(jī)組合24有規(guī)律的轉(zhuǎn)動(dòng)以及保證相應(yīng)器件數(shù)據(jù)、電力的傳輸,壓力、溫度傳感器25通過(guò)壓緊螺塞固定在本體13外壁的凹槽中,用于檢測(cè)壓力、溫度數(shù)據(jù),第四密封裝置26通過(guò)電纜通道與第二密封裝置18連接;所述電機(jī)組合24輸出端連接有聯(lián)軸器組件27及傳動(dòng)軸28,電機(jī)組合24在聯(lián)軸器組件27的作用下帶動(dòng)傳動(dòng)軸28轉(zhuǎn)動(dòng),傳動(dòng)軸28下端設(shè)有活塞29,從而來(lái)實(shí)現(xiàn)地層液量開(kāi)關(guān)的打開(kāi)、關(guān)閉和固定開(kāi)度。根據(jù)實(shí)驗(yàn),其電控配產(chǎn)器處的油溫與井下地層實(shí)際油溫基本無(wú)差別,因而可以根據(jù)此處油溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)分析和處理實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的有效控制;本實(shí)施方式是提供一種實(shí)施例,但并不表明本發(fā)明中的電控配產(chǎn)器8上僅限于設(shè)有壓力傳感器及溫度傳感器,可以根據(jù)井下的需要增減感應(yīng)器件。
[0012]所述光電開(kāi)關(guān)6為同軸反射式紅外光電開(kāi)關(guān),檢測(cè)抽油桿上限位置及沖程轉(zhuǎn)換點(diǎn);本次實(shí)施過(guò)程中采用同軸反射式,因?yàn)槠浞瓷涞姆绞娇蔀槁瓷洹?br> [0013]所述電機(jī)組合24外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩30,對(duì)電機(jī)組合24起到密封保護(hù)作用。
[0014]所述聯(lián)軸器組件27下部的傳動(dòng)軸28外部設(shè)有動(dòng)密封組件31,以便于對(duì)電路板組件和電機(jī)組件密封。
[0015]所述控制器7包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊,能夠接收地面、地下的各項(xiàng)數(shù)據(jù),對(duì)其智能分析處理并傳達(dá)控制指令。
[0016]本發(fā)明的效果:對(duì)抽油機(jī)井下電控智能開(kāi)采管柱的監(jiān)控,通過(guò)電纜傳輸信號(hào)和電能,可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)井下各層段壓力、溫度等數(shù)據(jù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)井下微型電機(jī)帶動(dòng)閘閥開(kāi)關(guān)控制油層打開(kāi)關(guān)閉動(dòng)作,把部分含水高的油層堵死,并能自由調(diào)節(jié),無(wú)需作業(yè)就可以把堵死的油層打開(kāi),進(jìn)行單層段的定量配產(chǎn);對(duì)抽油機(jī)井的監(jiān)控:通過(guò)對(duì)井下示功圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),獲得抽油機(jī)井的載荷、回壓、電流等數(shù)據(jù),以及抽油機(jī)電機(jī)的閉環(huán)控制,合理調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,自動(dòng)找到最佳沖次;取得抽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)和井下各層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后,伺服控制器把井下管柱和地面抽油機(jī)控制相結(jié)合,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,按照相應(yīng)預(yù)設(shè)好的指令,無(wú)需人為干預(yù)的智能調(diào)測(cè)抽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)和井下管柱各層的產(chǎn)量控制,達(dá)到抽油機(jī)井最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.油田地面地下一體化采油智能控制裝置,包括抽油機(jī)本體,其特征在于:所述抽油機(jī)本體的光桿(I)上設(shè)有負(fù)荷傳感器(2 ),抽油機(jī)本體的電機(jī)(3 )輸出軸上設(shè)有編碼器(4 ),抽油機(jī)本體的減速箱(5)下端固定有光電開(kāi)關(guān)(6),所述負(fù)荷傳感器(2)、編碼器(4)、光電開(kāi)關(guān)(5)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器(7)連接,控制器(7)的控制輸出端通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)(3)連接,控制器(7)的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器(8)連接,電控配產(chǎn)器(8)設(shè)在井下過(guò)電纜封隔器(9)下端的油管柱(10)上; 所述電控配產(chǎn)器(8)包括上密封頭(11)、上接頭正反接箍(12)、本體(13)、下接頭正反接箍(14)及下密封頭(15),所述的上接頭正反接箍(12)上下端分別與上密封頭(11)及本體(13)上端相連接,本體(13)及上接頭正反接箍(12)上開(kāi)有彼此連通的橋式通道(16),下接頭正反接箍(14)上下端分別與本體(13)下端及下密封頭(15)相連接,上密封頭(11)上端及下密封頭(15)下端分別設(shè)有第一密封裝置(17)及第二密封裝置(18),本體(13)上端連接有第一耐壓外罩(19),第一耐壓外罩(19)上端連接有第二抗壓外罩(20),第二耐壓外罩(20)上端固定有密封堵頭(21),第二耐壓外罩(20)與密封堵頭(21)之間設(shè)有密封圈,密封堵頭(21)上部連接第三密封裝置(22),第三密封裝置(22)上端通過(guò)電纜通道與第一密封裝置(17)連接,第三密封裝置(22)下端通過(guò)電纜通道與電路組件(23)連接,電路組件(23)通過(guò)電纜通道分別與電機(jī)組合(24)、壓力、溫度傳感器(25)及第四密封裝置(26)連接,壓力、溫度傳感器(25)通過(guò)壓緊螺塞固定在本體(13)外壁的凹槽中,第四密封裝置(26)通過(guò)電纜通道與第二密封裝置(18)連接;所述電機(jī)組合(24)輸出端連接有聯(lián)軸器組件(27 )及傳動(dòng)軸(28 ),傳動(dòng)軸(28 )下端設(shè)有活塞(29 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,其特征在于:所述光電開(kāi)關(guān)(6)為同軸反射式紅外光電開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,其特征在于:所述電機(jī)組合(24)外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,其特征在于:所述聯(lián)軸器組件(27)下部的傳動(dòng)軸(28)外部設(shè)有動(dòng)密封組件(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,其特征在于:所述控制器(7 )包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊。
【文檔編號(hào)】E21B43/12GK103437744SQ201310393360
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】黃有泉, 孫曉明, 郝偉東, 王立勛, 梁洪松 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司
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