專利名稱：移動式油井現(xiàn)場測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)一種用于工程現(xiàn)場的可移動式專業(yè)測控裝置，屬于機電一體化的石油工業(yè)現(xiàn)場測控裝備。
我國多數(shù)油田的采油井使用機械采油，一口機械采油井的生產(chǎn)運行參數(shù)選擇得是否合理，會直接關(guān)系到這口油井的產(chǎn)量和能量消耗，而油井的產(chǎn)油量和其能量消耗恰是影響企業(yè)生產(chǎn)效益的關(guān)鍵，因此，如何合理選定每口機械采油井的生產(chǎn)運行參數(shù)就成為提高油田經(jīng)濟效益的重要措施?，F(xiàn)在，我國油田生產(chǎn)由于缺乏科學(xué)手段，機械采油井的生產(chǎn)運行參數(shù)至今一直是由人工選定的，許多參數(shù)不盡合理;近年來，有的油田開始采用計算機輔助設(shè)計作為人工選定參數(shù)的輔助，由于油田作業(yè)現(xiàn)場的各種因素會隨時發(fā)生各種各樣的改變，上述設(shè)計無法作出實時響應(yīng)，所以改進的效果也不甚顯著。
本發(fā)明的目的是利用當(dāng)今高新技術(shù)手段，提供一種能應(yīng)用于油田現(xiàn)場的移動式測控裝置，以便使機械采油井能達到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)低耗的最佳生產(chǎn)工況。
本發(fā)明的硬件裝置和工作原理分別如

圖1和圖2的示，它包括有高性能越野汽車、計算機和測控儀器，其特征在于在越野汽車底盤上設(shè)置的具有良好凈化環(huán)境的車廂廂體2內(nèi)放置有可變頻逆變電源3，標準工業(yè)控制接口介面4，通用過程控制工作站5和連接電纜滾筒6，在采油現(xiàn)場移動到油井口的標準工業(yè)控制接口介面4中的插槽里分別插有多個量測或控制油井各種工程參數(shù)(例如電流、電壓、功率、力率、張力、壓力、差壓、行程等等)的采集模塊或控制模塊9，接口介面4通過標準串行通信接口與通用過程控制工作站5連接，可變頻逆變電源3的輸入端接工頻交流電網(wǎng)7，其輸出端通過電纜滾筒6與采油井口的動力配電箱8的輸入端連接。
本發(fā)明采用當(dāng)代高新技術(shù)成果，利用數(shù)控變工況技術(shù)，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)最優(yōu)化處理技術(shù)將本發(fā)明的幾種硬件裝置設(shè)計配置成能在現(xiàn)場實地采集、觀察和調(diào)整機械采油井在各種可能的生產(chǎn)運行作業(yè)參數(shù)下的增產(chǎn)和節(jié)能效果，從而采用數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，確定各項作業(yè)運行參數(shù)，并采用當(dāng)今的過程控制技術(shù)，用過程控制工作站實地自動調(diào)整機械油井的運行狀態(tài)，使之始終處于最佳工況，還可以實地驗證在優(yōu)化指令參數(shù)下的油井產(chǎn)量、能耗等各項技術(shù)經(jīng)濟效果。這樣，可以使得每一口油井都能在最優(yōu)化運行參數(shù)下操作，使油田在機械采油的產(chǎn)油量和能耗都達到最佳狀態(tài)。
本發(fā)明采用具有良好凈化環(huán)境的客貨兩用越野車作為過程控制系統(tǒng)裝置的運載工具，是考慮到油井是野外作業(yè)、流動性強，且室外工作環(huán)境惡劣，難以達到計算機機房要求，這樣可以既解決機房工作環(huán)境的基本要求，又能隨時轉(zhuǎn)移，適應(yīng)頻繁流動的石油生產(chǎn)特點。
本發(fā)明是以通用過程控制工作站5為核心的，美國ME公司的PCS系列產(chǎn)品是比較理想的選擇，該工作站中可安裝功能很強的PARAGON500工業(yè)過程控制軟件，能按照采油工藝專家制定的最優(yōu)化運行策略進行實進過程控制?？勺冾l逆變電源3可以使用中國專利CN90202757或CN90203323的產(chǎn)品，也可以使用日本富士公司的G7系列逆變器，其功率應(yīng)不小于75KW。接口介面4可以選用美國YALE公司與中國合作開發(fā)研制的I/OK-32產(chǎn)品，其內(nèi)裝有美國OPTO22系列的模擬量(PB16AH+B2)和數(shù)字量(PB16H+B1)接口控制器各一塊，用于插放各種工程參數(shù)的采集或控制模塊，由過程控制工作站采用碼分多址的方法，分時對各傳感器和控制機構(gòu)的模塊進行測量和控制。上述三個組成部分和運載工具都是市場可選購到的通用商品，經(jīng)過適當(dāng)改裝和專門連接組裝后，就成為一個車載移動式油井測控中心，在現(xiàn)場作業(yè)時，可與機械采油井構(gòu)成一個臨時的工業(yè)過程控制系統(tǒng)。
在現(xiàn)場使用時，先將設(shè)備開到油井現(xiàn)場，用本裝置附設(shè)的動力電纜滾筒把逆變電源的輸出端與采油井口的動力配電箱輸入端連接，其輸入端則與動力交流供電網(wǎng)連上，再將采油井口所有應(yīng)該納入過程控制的各項工程參數(shù)的采集單元傳感器裝在采油井口的相應(yīng)部位，而把其適配模塊則插入臨近采油井口安放的接口介面中，并與對應(yīng)的傳感器相連通，整個裝置就可以工作了。由裝在控制工作站里的過程控制軟件，對油井實施實時最優(yōu)過程控制;這種軟件根據(jù)油井的各種工程參數(shù)，實時調(diào)節(jié)和控制油井站機或采油機的轉(zhuǎn)速、運動方向、扭矩和行程等工藝參數(shù)。在經(jīng)過一段時間的最優(yōu)化運行策略過程控制后，就可求得這一口油井的最優(yōu)化運行參數(shù)。然后，可將本發(fā)明移至其他油井，逐一地把油田的機械采油井都納入最優(yōu)化運行，這樣，便能把整個油田都納入增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和節(jié)能、低耗的最優(yōu)化過程控制范圍中。
本發(fā)明還可把采油專家的各種現(xiàn)場經(jīng)驗作為診斷軟件面充實PARAGON500的控制策略，這樣，本發(fā)明還可用于現(xiàn)場診斷故障，并把解決處理方法作為文件記錄備案，這樣就能把每口油井的井史作為文件貯存在油田的計算中心資料室，建立起油井檔案，而這些資料對于油田的科學(xué)管理和開發(fā)是極為重要的?？傊景l(fā)明不僅可以用于油井的生產(chǎn)作業(yè)，還可以用于試井、試油、試氣、求產(chǎn)和油井動態(tài)測試等多種油田現(xiàn)場勘探、測試和生產(chǎn)領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1.一種移動式油井現(xiàn)場測控裝置，包括有越野汽車、計算機和測控儀器，其特征在于在越野汽車底盤上設(shè)置的具有良好凈化環(huán)境的車廂廂體2內(nèi)放置有可變頻逆變電源3，標準工業(yè)控制接口介面4，通用過程控制工作站5和連接電纜滾筒6，在采油現(xiàn)場移動到油井口的標準工業(yè)控制接口介面4中的插槽里分別插有多個量測或控制油井各種工程參數(shù)(例如電流、電壓、功率、力率、張力、壓力、差壓、行程等等)的采集模塊或控制模塊9，接口介面4通過標準串行通信接口與通用過程控制工作站5連接，可變頻逆變電源3的輸入端接工頻交流電網(wǎng)7其輸出端通過電纜滾筒6與采油井口的動力配電箱8的輸入端連接。
全文摘要
一種移動式油井現(xiàn)場測控裝置，是在客貨兩用越野車的具有良好凈化環(huán)境的車廂廂體內(nèi)放置有可變頻逆變電源、標準工業(yè)控制接口介面、通用過程控制工作站及連接電纜滾筒而構(gòu)成的。機械油井的各種工程參數(shù)采集傳感器的適配模塊插在接口介面里，并耦此與控制工作站相連，由過程控制軟件對參數(shù)作出最優(yōu)化策略處理，控制油井處于最佳工況下作業(yè)，使油田保持穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、低能耗的良好經(jīng)濟效益和實施科學(xué)管理。
文檔編號E21B44/00GK1078533SQ9210319
公開日1993年11月17日 申請日期1992年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月14日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠