本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著抽油機井地層能量的衰竭和油水井聯(lián)通關(guān)系及地下壓力體系的變化，抽油機井的生產(chǎn)過程中普遍呈現(xiàn)產(chǎn)液波動、低產(chǎn)、低效的生產(chǎn)狀況。現(xiàn)有的定期測試分析、人工調(diào)整的生產(chǎn)管理方式難以適應(yīng)上述抽油機井隨時變化的井下供液條件。因此，需要控制抽油機井供采協(xié)調(diào)，進而提高抽油機井開采的能量消耗，提高抽油機井的系統(tǒng)效率。其中，供采協(xié)調(diào)是指油層供液能力與抽油機井的抽汲能力相匹配。

現(xiàn)有技術(shù)中有一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，該方法以在線測量抽油機井的動液面的動液面?zhèn)鞲衅?、在線測量抽油機井的示功圖的光桿負(fù)荷、位移傳感器和中央處理器(英文：centralprocessingunit；簡稱：cpu)為核心，控制抽油機井變頻器的輸出頻率，使油層供液能力與抽油機井的抽汲能力相匹配，實現(xiàn)抽油機井的供采協(xié)調(diào)。

由于上述方法在測試抽油機井的動液面時，需要安裝動液面?zhèn)鞲衅?，所以供采協(xié)調(diào)的控制過程較復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決供采協(xié)調(diào)的控制過程較復(fù)雜，成本較高的問題，本發(fā)明提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法及裝置。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，用于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，所述方法包括：

確定抽油機井當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的第一面積是否大于預(yù)設(shè)面積；

當(dāng)所述第一面積不大于所述預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整所述抽油機的變頻器的 輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于所述預(yù)設(shè)面積；

獲取所述調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率；

根據(jù)所述輸出頻率控制所述抽油機井運行。

可選的，所述重復(fù)調(diào)整所述抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于所述預(yù)設(shè)面積，包括：

通過重復(fù)執(zhí)行變頻控制過程，來調(diào)整所述抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于所述預(yù)設(shè)面積；

其中，第i次變頻控制過程包括：

將第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si與第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1的比值作為示功圖面積比值，i>2；

根據(jù)所述示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與所述抽油機井的抽汲能力相匹配；

根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，所述調(diào)頻狀態(tài)用于調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率；

按照所述調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率。

可選的，所述根據(jù)所述示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與所述抽油機井的抽汲能力相匹配，包括：

在所述抽油機井變頻器處于升頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)所述示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否小于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不小于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力不匹配；

在所述抽油機井變頻器處于降頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)所述示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否大于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不大于第i-1 次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力匹配。

可選的，所述根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，包括：

當(dāng)所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力不匹配時，確定所述調(diào)頻狀態(tài)為升頻狀態(tài)；

所述按照所述調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率，包括：

按照所述升頻狀態(tài)增大所述抽油機井的變頻器的輸出頻率。

可選的，所述根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，包括：

當(dāng)所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為保持狀態(tài)；

所述按照所述調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率，包括：

按照所述保持狀態(tài)控制所述抽油機井的變頻器的輸出頻率不再降低。

第二方面，提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制裝置，用于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，所述裝置包括：

確定單元，用于確定抽油機井當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的第一面積是否大于預(yù)設(shè)面積；

調(diào)整單元，用于當(dāng)所述第一面積不大于所述預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整所述抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于所述預(yù)設(shè)面積；

獲取單元，用于獲取所述調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率；

控制單元，用于根據(jù)所述輸出頻率控制所述抽油機井運行。

可選的，所述調(diào)整單元，包括：

調(diào)整模塊，用于通過重復(fù)執(zhí)行變頻控制過程，來調(diào)整所述抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于所述預(yù)設(shè)面積；

其中，第i次變頻控制過程包括：

將第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si與第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1的比值作為示功圖面積比值，i>2；

根據(jù)所述示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與所述抽油機井的抽汲能力相匹配；

根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，所述調(diào)頻狀態(tài)用于調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率；

按照所述調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)所述抽油機井的變頻器的輸出頻率。

可選的，所述調(diào)整模塊，用于：

在所述抽油機井變頻器處于升頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)所述示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否小于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不小于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力不匹配；

在所述抽油機井變頻器處于降頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)所述示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否大于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不大于第i-1次變頻控制過程中所述抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力匹配。

可選的，所述調(diào)整模塊，用于：

當(dāng)所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力不匹配時，確定所述調(diào)頻狀態(tài)為升頻狀態(tài)；

按照所述升頻狀態(tài)增大所述抽油機井的變頻器的輸出頻率。

可選的，所述調(diào)整模塊，用于：

當(dāng)所述油層供液能力與所述抽油機井的抽汲能力匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為保持狀態(tài)；

按照所述保持狀態(tài)控制所述抽油機井的變頻器的輸出頻率不再降低。

本發(fā)明提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法及裝置，由于能夠在第一面積不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積，再獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率，最后根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行，相較于現(xiàn)有技術(shù)，簡化了 供采協(xié)調(diào)的控制過程，降低了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例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)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1-1是本發(fā)明實施例提供的一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法的流程圖；

圖1-2是圖1-1所示實施例中第i次變頻控制過程的流程圖；

圖1-3是圖1-1所示實施例中判斷油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力相匹配的流程圖；

圖1-4是抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積示意圖；

圖1-5是采用本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法之前的抽油機井的示功圖的示意圖；

圖1-6是采用本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法之后的抽油機井的示功圖的示意圖；

圖2-1是本發(fā)明實施例提供的一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-2是圖2-2所示實施例中調(diào)整單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明實施例提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，如圖1-1所示，用于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)(英文：remoteterminalunit；簡稱：rtu)，該方法包括：

步驟101、確定抽油機井當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的第一面積是否大于預(yù)設(shè)面積。

步驟102、當(dāng)?shù)谝幻娣e不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積。

步驟103、獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率。

步驟104、根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，由于能夠在第一面積不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積，再獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率，最后根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行，相較于現(xiàn)有技術(shù)，簡化了供采協(xié)調(diào)的控制過程，降低了成本。

具體的，步驟102包括：

通過重復(fù)執(zhí)行變頻控制過程，來調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積。

其中，第i次變頻控制過程如圖1-2所示，可以包括如下幾個步驟：

步驟1021、將第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si與第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1的比值作為示功圖面積比值，i>2。

假設(shè)i＝3，則可以將第3次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積s3與第2次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積s2的比值作為示功圖面積比值；假設(shè)i＝4，則可以將第4次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積s4與第3次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積s3的比值作為示功圖面積比值。

需要說明的是，實際應(yīng)用中，i也可以等于2，也就是說，僅需要進行一次調(diào)頻控制即可。

步驟1022、根據(jù)示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力相匹配。

根據(jù)步驟1021中確定的示功圖面積比值，可以判斷油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力相匹配。抽汲能力也就是舉升系統(tǒng)的排液能力。

在抽油機井變頻器處于升頻的調(diào)頻狀態(tài)時，當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不小于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1，則需要提高抽油機井的抽汲能力，繼續(xù)進行升頻；在抽油機井變頻器處于降頻的調(diào)頻狀態(tài)時，當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不大于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1，則認(rèn)為抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積已經(jīng)非常大了，無需繼續(xù)進行降頻。

其中，如圖1-3所示，步驟1022可以包括：

步驟10221、在抽油機井變頻器處于升頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否小于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1。

步驟10222、當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不小于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定油層供液能力與抽油機井的抽汲能力不匹配。

步驟10223、在抽油機井變頻器處于降頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否大于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1。

步驟10224、當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不大于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定油層供液能力與抽油機井的抽汲能力匹配。

步驟1023、根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，調(diào)頻狀態(tài)用于調(diào)節(jié)抽油機井的變頻器的輸出頻率。

步驟1024、按照調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)抽油機井的變頻器的輸出頻率。

具體的，一方面，步驟1023可以包括：

當(dāng)油層供液能力與抽油機井的抽汲能力不匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為升頻狀態(tài)。

相應(yīng)的，步驟1024可以包括：

按照升頻狀態(tài)增大抽油機井的變頻器的輸出頻率。

另一方面，步驟1023可以包括：

當(dāng)油層供液能力與抽油機井的抽汲能力匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為保持狀態(tài)。

相應(yīng)的，步驟1024可以包括：

按照保持狀態(tài)控制抽油機井的變頻器的輸出頻率不再降低。

具體的，抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法的具體過程可以包括如下內(nèi)容：

(1)當(dāng)變頻單元通電時，遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)先進行啟動檢測，然后進行初始化，將上一時刻計算的示功圖對應(yīng)的面積、當(dāng)前時刻計算的示功圖對應(yīng)的面積均賦值為0，將平衡判定指數(shù)n(平衡判定指數(shù)n用于判定變頻是否達(dá)到平衡)賦值為0，將調(diào)頻狀態(tài)置為2(調(diào)頻狀態(tài)的值為0表示降頻狀態(tài)，調(diào)頻狀態(tài) 的值為1表示保持狀態(tài)，調(diào)頻狀態(tài)的值為2表示升頻狀態(tài))即升頻狀態(tài)，記錄當(dāng)前電源輸出頻率即抽油機井的變頻器的輸出頻率。

(2)該變頻單元設(shè)置一個定時器或時鐘，經(jīng)過一段時間可以檢測是否有新示功圖數(shù)據(jù)出現(xiàn)，如果沒有新示功圖數(shù)據(jù)出現(xiàn)，則等待下一次檢測，如果有新示功圖數(shù)據(jù)出現(xiàn)，進入后續(xù)流程。

(3)當(dāng)檢測到有新示功圖數(shù)據(jù)出現(xiàn)時，讀取該示功圖數(shù)據(jù)，計算該示功圖對應(yīng)的面積，判斷該示功圖對應(yīng)的面積是否大于0，若該示功圖對應(yīng)的面積不大于0，則表示該示功圖數(shù)據(jù)錯誤，結(jié)束本次流程；若該示功圖對應(yīng)的面積大于0，則繼續(xù)判斷記錄的上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積是否大于0，若上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積不大于0，則將上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積作為當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積，然后結(jié)束本次流程，若上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積大于0，則進入后續(xù)流程。

根據(jù)示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力相匹配，該判斷過程可以分為三種情況：1)1-δ＜k＜1+δ，2)k≤1-δ，3)k≥1+δ。其中，k為示功圖面積比值，即當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積的比值，δ為預(yù)設(shè)的面積比率敏感度。

1)當(dāng)1-δ＜k＜1+δ時，則認(rèn)為當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，沒有發(fā)生改變，此時讀取調(diào)頻狀態(tài)的值。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于0即降頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，沒有發(fā)生改變，則可以認(rèn)為當(dāng)前時刻的降頻沒有繼續(xù)增加泵效，泵效已經(jīng)達(dá)到最大值，此時，將抽油機井的變頻器的輸出頻率上調(diào)一次，回到當(dāng)前時刻變頻之前的狀態(tài)，使得抽油機井在相同泵效下維持較高沖次的生產(chǎn)，同時將調(diào)頻狀態(tài)的值置為1，即，使抽油機井的變頻器的輸出頻率保持上一時刻的輸出頻率進行生產(chǎn)。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于1即抽油機井變頻器的輸出頻率在維持上一時刻的輸出頻率進行生產(chǎn)時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，沒有發(fā)生改變，此時不進行任何變頻處理，繼續(xù)維持該輸出頻率進行生產(chǎn)，調(diào)頻狀態(tài)的值仍然為1。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于2即在升頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，沒有發(fā)生改變，此時可以認(rèn)為升頻幅度仍未完 全適應(yīng)油層供液能力，示功圖還未出現(xiàn)供液不足的情況，需要繼續(xù)升頻，即將抽油機井的變頻器的輸出頻率再調(diào)高一次，同時將調(diào)頻狀態(tài)的值置為2。

2)當(dāng)k≤1-δ時，則認(rèn)為當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變小，此時讀取調(diào)頻狀態(tài)的值。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于0即降頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變小，此時可以認(rèn)為該結(jié)果不符合客觀規(guī)律，可以進行報警，同時不進行變頻處理，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為1。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于1即抽油機井的變頻器的輸出頻率在維持上一時刻的輸出頻率進行生產(chǎn)時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變小，此時意味著油層供液能力下降，需降頻生產(chǎn)，此時，將抽油機井的變頻器的輸出頻率下調(diào)一次，同時將調(diào)頻狀態(tài)的值置為0。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于2即在升頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變小，此時可以認(rèn)為隨著抽油機井沖次的調(diào)高，抽油機井的抽汲能力已經(jīng)大于油層供液能力，此時，應(yīng)當(dāng)停止繼續(xù)提高抽油機井變頻器的輸出頻率，并將抽油機井變頻器的輸出頻率減小一次，回到上一時刻調(diào)整前的輸出頻率，維持生產(chǎn)，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為1。

3)當(dāng)k≥1+δ時，則認(rèn)為當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變大，此時讀取調(diào)頻狀態(tài)的值。當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于0即降頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變大，則可以認(rèn)為隨著抽油機井的沖次降低，抽油機井的泵效增加，此時仍未到達(dá)最大泵效，需繼續(xù)降頻，此時，將抽油機井的變頻器的輸出頻率降低一次，同時，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為0。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于1即抽油機井的變頻器的輸出頻率在維持上一時刻的輸出頻率進行生產(chǎn)時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變大，則可以認(rèn)為油層供液能力增 加，需調(diào)高輸出頻率，加大開采強度，此時，將抽油機井的變頻器的輸出頻率升高一次，同時，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為2。

當(dāng)調(diào)頻狀態(tài)的值等于2即在升頻時，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積與上一時刻的示功圖對應(yīng)的面積相比，當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積變大，此時認(rèn)為該結(jié)果不符合客觀規(guī)律，可以進行報警，同時不進行變頻處理，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為1。

以上各分流程執(zhí)行完畢后，對調(diào)頻狀態(tài)的值進行判斷，若調(diào)頻狀態(tài)的值不等于1，則將平衡判定指數(shù)n歸0；若調(diào)頻狀態(tài)的值等于1，則將平衡判定指數(shù)n加1；再判定平衡判定指數(shù)n是否達(dá)到預(yù)設(shè)的平衡判定閾值，若平衡判定指數(shù)n沒有達(dá)到預(yù)設(shè)的平衡判定閾值，則結(jié)束本次流程，若平衡判定指數(shù)n達(dá)到預(yù)設(shè)的平衡判定閾值，則認(rèn)為變頻已達(dá)到平衡狀態(tài)，此時降頻一次，以打破平衡，同時將平衡判定指數(shù)n歸0，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為0，本次流程結(jié)束。然后等待定時器或時鐘時間到達(dá)設(shè)定值之后，進行下一流程循環(huán)判斷和調(diào)整。

示例的，某抽油機井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：泵徑為38mm(毫米)，泵深為1920m(米)，工作制度s/n為4.2/3，其中，s表示沖程，n表示沖次，即該抽油機井的沖程為4.2m，抽油機井的沖次為每分鐘3次，抽油桿由三部分組成，第一部分的抽油桿的直徑為25mm，長度為350m，第二部分的抽油桿的直徑為22mm，長度為673m，第三部分的抽油桿的直徑為19mm，長度為990m，該抽油機井的日產(chǎn)液量為4.5t/d(噸/天)，動液面為1590m。

按照本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，首先通過安裝在抽油機井懸點的載荷傳感器采集抽油機井的示功圖，遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)每30分鐘進行一次數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過通訊單元傳送給中控室的服務(wù)器，安裝在服務(wù)器的分析控制程序?qū)κ竟D的分析計算，再確定當(dāng)前時刻的油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力匹配，計算出抽油機井的沖次的調(diào)整步長，并發(fā)送控制信號給抽油機井的變頻器的控制單元，控制單元對抽油機井的變頻器的輸出頻率進行調(diào)整，從而改變抽油機井的沖次。

遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)采用積分法計算抽油機井的地面示功圖對應(yīng)的面積，示功圖對應(yīng)的面積如圖1-4所示，假設(shè)預(yù)設(shè)面積為9.0kn*m(千牛*米)，預(yù)設(shè)的面積比率敏感度δ＝20％。

抽油機井變頻器在工頻運行時，通過遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)采集抽油機井當(dāng)前時刻的示功圖，采集到的示功圖如圖1-5所示，計算得到的當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的面積為6.38kn*m，與上一時刻計算得到的示功圖對應(yīng)的面積進行對比，得到示功圖面積比值k＝1.21≥1+δ。因此，可以判斷隨著抽油機井的沖次降低，抽油機井的泵效增加，此時仍未達(dá)到最大泵效，需繼續(xù)降頻，將抽油機井的變頻器的輸出頻率降低一個步長，示例的，一個步長可以為5hz(赫茲)，同時，將調(diào)頻狀態(tài)的值置為0，繼續(xù)降低抽油機井的變頻器的輸出頻率。直至抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于9.0kn*m，此時，得到示功圖面積比值k＝0.95，判斷得到1-δ＜k＜1+δ，已達(dá)到目標(biāo)值。抽油機井系統(tǒng)維持當(dāng)前時刻的工作參數(shù)運行。此時的抽油機井的示功圖如圖1-6所示。對比工頻運行功耗和控制變頻運行功耗，在產(chǎn)液量不降低的前提下，該抽油機井的日節(jié)電量為50.26kw﹒h(千瓦﹒小時)。圖1-4、圖1-5和圖1-6中的橫坐標(biāo)表示沖程，沖程的單位是m；縱坐標(biāo)表示載荷，載荷的單位是kn。由圖1-5可知，采用抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法之前，抽油機井懸點的最大載荷為93.33kn，最小載荷為40.17kn；由圖1-6可知，采用抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法之后，抽油機井懸點的最大載荷為100.76kn，最小載荷為46.2kn。

本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法為閉環(huán)控制方法，該方法通過對現(xiàn)場實時采集的抽油機井的示功圖進行分析計算，確定抽油機井的油層供液能力和抽汲能力，結(jié)合閉環(huán)控制目標(biāo)即預(yù)設(shè)面積對抽油機井變頻器的輸出頻率進行可變步長的自動調(diào)整，最終實現(xiàn)抽油機井的供采協(xié)調(diào)，實現(xiàn)油層供液能力和抽汲能力的自動協(xié)調(diào)匹配，提高抽油機井的系統(tǒng)效率。該方法適用于已安裝示功圖在線采集裝置的抽油機井，具體的，該方法以沖次為調(diào)整參數(shù)，通過計算抽油機井的地面示功圖面積，并將該面積與預(yù)設(shè)面積進行對比，再根據(jù)對比得到的差值確定抽油機井變頻器的輸出頻率的調(diào)整方向及調(diào)整步長，然后發(fā)送調(diào)整指令控制抽油機井變頻器的輸出頻率，接著再次計算示功圖的面積，并與預(yù)設(shè)面積進行對比，如此反復(fù)，直至示功圖的面積大于預(yù)設(shè)面積，進而獲取當(dāng)前時刻的抽油機井的變頻器的輸出頻率和抽油機井的工作參數(shù)組合，并控制抽油機井運行。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制方法，由于能夠在第一面積不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整 后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積，再獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率，最后根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行，相較于現(xiàn)有技術(shù)，簡化了供采協(xié)調(diào)的控制過程，降低了成本。

本發(fā)明實施例提供了一種抽油機井供采協(xié)調(diào)控制裝置，如圖2-1所示，用于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，該裝置包括：

確定單元201，用于用于確定抽油機井當(dāng)前時刻的示功圖對應(yīng)的第一面積是否大于預(yù)設(shè)面積。

調(diào)整單元202，用于當(dāng)?shù)谝幻娣e不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積。

獲取單元203，用于獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率。

控制單元204，用于根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制裝置，由于能夠在第一面積不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積，再獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率，最后根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行，相較于現(xiàn)有技術(shù)，簡化了供采協(xié)調(diào)的控制過程，降低了成本。

具體的，如圖2-2所示，調(diào)整單元202，包括：

調(diào)整模塊2021，用于通過重復(fù)執(zhí)行變頻控制過程，來調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積。

其中，第i次變頻控制過程包括：

將第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si與第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1的比值作為示功圖面積比值，i>2；

根據(jù)示功圖面積比值判斷油層供液能力是否與抽油機井的抽汲能力相匹配；

根據(jù)判斷結(jié)果確定調(diào)頻狀態(tài)，調(diào)頻狀態(tài)用于調(diào)節(jié)抽油機井的變頻器的輸出頻率；

按照調(diào)頻狀態(tài)調(diào)節(jié)抽油機井的變頻器的輸出頻率。

具體的，調(diào)整模塊2021，用于：

在抽油機井變頻器處于升頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的 面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否小于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不小于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定油層供液能力與抽油機井的抽汲能力不匹配；

在抽油機井變頻器處于降頻的調(diào)頻狀態(tài)時，根據(jù)示功圖面積比值和預(yù)設(shè)的面積比率敏感度判斷第i次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si是否大于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1；

當(dāng)?shù)趇次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si不大于第i-1次變頻控制過程中抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積si-1時，確定油層供液能力與抽油機井的抽汲能力匹配。

具體的，一方面，調(diào)整模塊2021，用于：

當(dāng)油層供液能力與抽油機井的抽汲能力不匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為升頻狀態(tài)；

按照升頻狀態(tài)增大抽油機井的變頻器的輸出頻率。

另一方面，調(diào)整模塊2021，用于：

當(dāng)油層供液能力與抽油機井的抽汲能力匹配時，確定調(diào)頻狀態(tài)為保持狀態(tài)；

按照保持狀態(tài)控制抽油機井的變頻器的輸出頻率不再降低。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的抽油機井供采協(xié)調(diào)控制裝置，由于能夠在第一面積不大于預(yù)設(shè)面積時，重復(fù)調(diào)整抽油機的變頻器的輸出頻率，直至調(diào)整后的抽油機井的示功圖對應(yīng)的面積大于預(yù)設(shè)面積，再獲取調(diào)整后的抽油機井的變頻器的輸出頻率，最后根據(jù)輸出頻率控制抽油機井運行，相較于現(xiàn)有技術(shù)，簡化了供采協(xié)調(diào)的控制過程，降低了成本。

關(guān)于上述實施例中的裝置，其中各個單元和模塊執(zhí)行操作的具體方式已經(jīng)在有關(guān)該方法的實施例中進行了詳細(xì)描述，此處將不做詳細(xì)闡述說明。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。