一種調(diào)節(jié)自動化采油系統(tǒng)游梁式抽油機(jī)沖次的方法
【專利摘要】一種自動化采油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次的方法，屬于石油采集技術(shù)，其特征在于通過分析采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)變頻器頻率，從而達(dá)到智能控制采油沖次的目的。調(diào)節(jié)頻率的程度通過繪制的抽油機(jī)井動態(tài)控制圖來進(jìn)行判斷。動態(tài)控制圖將油井的情況分為5種，分別為參數(shù)偏大區(qū)、斷脫漏失區(qū)、合理區(qū)、待落實(shí)區(qū)、參數(shù)偏小區(qū)。在油井的實(shí)際泵效和流壓位于參數(shù)偏大區(qū)范圍時(shí)，考慮實(shí)際泵效與理論泵效的差別，如果實(shí)際泵效高于理論泵效，就要提高沖次，如果實(shí)際泵效低于理論泵效，則降低沖次，整個(gè)過程采用模糊控制算法進(jìn)行計(jì)算。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)合理地調(diào)節(jié)沖次，使采油效率達(dá)到最大化，并且在發(fā)生空抽現(xiàn)象時(shí)停止抽油機(jī)工作，提高設(shè)備的安全性。
【專利說明】一種調(diào)節(jié)自動化采油系統(tǒng)游梁式抽油機(jī)沖次的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化采油的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油系統(tǒng)的重組改制和我國加入WT0，石油企業(yè)面臨非常激烈的市場競爭。由于地質(zhì)情況復(fù)雜與油量隨時(shí)間的下降，固定抽油機(jī)采油沖次可能產(chǎn)生空抽或者抽油效率不高的情況；而通過人工的調(diào)節(jié)勞動強(qiáng)度大、有很大的滯后性，不能及時(shí)的調(diào)整沖次，也會產(chǎn)生低效采油的情況。如何使這類抽油機(jī)在達(dá)到石油產(chǎn)液量最大的同時(shí)能耗最小，是一個(gè)意義重大的課題。
[0003]智能采油的出發(fā)點(diǎn)就是優(yōu)化廣泛使用的游梁式抽油機(jī)控制系統(tǒng)，使之能夠根據(jù)油層變化合理的調(diào)節(jié)抽油控制參數(shù)，在不影響原油產(chǎn)量的同時(shí)節(jié)省電能，降低開采成本。
[0004]智能調(diào)節(jié)采油沖次系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動合理調(diào)節(jié)游梁式抽油機(jī)沖次的功能，同時(shí)考慮油層的“供液”能力和抽油裝置的“抽汲”能力，通過模糊決策，系統(tǒng)會根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)合理地調(diào)節(jié)沖次，使采油效率達(dá)到最大化，并且在發(fā)生空抽現(xiàn)象時(shí)停止抽油機(jī)工作，提高設(shè)備的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)與實(shí)際需求的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于自動化采油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次的方法。
[0006]本發(fā)明是一種調(diào)節(jié)自動化采油系統(tǒng)中游梁式抽油機(jī)沖次的方法，其特征在于是在采油系統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)沖次閉環(huán)調(diào)節(jié)子系統(tǒng)中一次按一下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0007]步驟1:構(gòu)造一個(gè)采油系統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)沖次閉環(huán)調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，包括:計(jì)算機(jī)、傳感器、變頻器、抽油機(jī)、無線收發(fā)系統(tǒng)和上位機(jī)，其中
[0008]傳感器包括:油桿位移傳感器、油桿載荷傳感器、井口溫度傳感器、油井動液面?zhèn)鞲衅?、套壓傳感器和油壓傳感器，所述各種傳感器的輸出端信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)接器分別輸入到所述計(jì)算機(jī)的對應(yīng)數(shù)據(jù)的輸入端。
[0009]變頻器:變頻器信號輸入端與所述計(jì)算機(jī)的RS-485串行接口輸出端相連，
[0010]抽油機(jī):頻率信號輸入端與所述變頻器的可變頻率信號輸出端相連，
[0011]無線收發(fā)系統(tǒng):由通過通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS機(jī)無線連接的無線接收裝置和無線發(fā)送裝置構(gòu)成，所述無線接收裝置輸入端與所述計(jì)算機(jī)的串行接口 RS-232相連，接收包括油桿的沖次數(shù)據(jù)在內(nèi)的測量數(shù)據(jù)經(jīng)無線發(fā)送器GPRS系統(tǒng)，所述無線發(fā)送裝置接收端來自所述GPRS系統(tǒng)傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)后輸入所述上位機(jī)中，
[0012]步驟2:計(jì)算機(jī)初始化，設(shè)置一下抽吸參數(shù)及計(jì)算公式:
[0013]a):抽油泵的抽吸理論效率η的計(jì)算公式:
[0014]η=Πι.n2.n3 * rU.η 5，其中
[0015]Il1:游離氣影響時(shí)的抽吸效率，估計(jì)值，下同，[0016]n2:余隙中氣體膨脹減少活塞有效行程時(shí)的抽吸效率，
[0017]Il3:油管及抽油桿彈性伸縮產(chǎn)生沖程損失時(shí)的抽吸效率，
[0018]n4:溶解氣影響時(shí)的抽吸效率，
[0019]η5:泵筒、凡爾漏失影響時(shí)的抽吸效率，設(shè)定值，
[0020]在沉沒壓力Ph穩(wěn)定時(shí)，
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)節(jié)自動化采油系統(tǒng)中游梁式抽油機(jī)沖次的方法，其特征在于是在采油系統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)沖次閉環(huán)調(diào)節(jié)子系統(tǒng)中一次按一下步驟實(shí)現(xiàn)的: 步驟1:構(gòu)造一個(gè)采油系統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)沖次閉環(huán)調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，包括:計(jì)算機(jī)、傳感器、變頻器、抽油機(jī)、無線收發(fā)系統(tǒng)和上位機(jī)，其中 傳感器包括:油桿位移傳感器、油桿載荷傳感器、井口溫度傳感器、油井動液面?zhèn)鞲衅?、套壓傳感器和油壓傳感器，所述各種傳感器的輸出端信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)接器分別輸入到所述計(jì)算機(jī)的對應(yīng)數(shù)據(jù)的輸入端。 變頻器:變頻器信號輸入端與所述計(jì)算機(jī)的RS-485串行接口輸出端相連， 抽油機(jī):頻率信號輸入端與所述變頻器的可變頻率信號輸出端相連， 無線收發(fā)系統(tǒng):由通過通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS機(jī)無線連接的無線接收裝置和無線發(fā)送裝置構(gòu)成，所述無線接收裝置輸入端與所述計(jì)算機(jī)的串行接口 RS-232相連，接收包括油桿的沖次數(shù)據(jù)在內(nèi)的測量數(shù)據(jù)經(jīng)無線發(fā)送器GPRS系統(tǒng)，所述無線發(fā)送裝置接收端來自所述GPRS系統(tǒng)傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)后輸入所述上位機(jī)中， 步驟2:計(jì)算機(jī)初始化，設(shè)置一下抽吸參數(shù)及計(jì)算公式: a):抽油泵的抽吸理論效率η的計(jì)算公式:
n = H1.n2.n3 * n4.η::游離氣影響時(shí)的抽吸效率，估計(jì)值，下同， n2:余隙中氣體膨脹減少活塞有效行程時(shí)的抽吸效率， n3:油管及抽油桿彈性伸·縮產(chǎn)生沖程損失時(shí)的抽吸效率， n4:溶解氣影響時(shí)的抽吸效率， n5:泵筒、凡爾漏失影響時(shí)的抽吸效率，設(shè)定值， 在沉沒壓力Ph穩(wěn)定時(shí)，Ph = P1-0.00965.Qi1-L) ,P^h1定義見后面，
H1 = l/[l+(l-fw) (R-Rg).BgL其中
Bg味沉沒壓力下的氣體體積系數(shù)，Bg = 0.000386 (ZT/ph)， Z:氣體壓縮系數(shù)，Pa-1，取0.94， T:吸入口溫度，K， Ph:沉沒壓力，MPa，已知值， R:原始油氣比，米3/噸，取33， Rg:吸入口壓力下溶解油氣比，m3/t，
Rg = 2.71.(P1- (0.00965.Qi1-L)))，
fw:含水率，
n2 = [S-S1(Hw) (R-Rg).Bg]/S，其中: S:光桿沖程長度，m, S1:余隙長度，m，取0.5， n3 = (s-a)/s，其中:(pgLxlO—6—ρΑ).Ιν.f ( I I ) λ:為沖程損失長度，A = ^~丄- + -
h\Jr JtJ m P:液體密度，kg/m3,取980,g:重力加速度，cm/S2, L:下泵深度，m, E:鋼材彈性模量，N/cm3，取206000， fp:抽油栗活塞截面積，cm2
【文檔編號】G05B19/418GK103823424SQ201310429219
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】楊普, 趙宏宇, 陳仕杰, 白鷺, 崔民禮, 王科武, 肖創(chuàng)柏 申請人:大連仲德能源與環(huán)保科技有限公司, 北京工業(yè)大學(xué)