一种调节自动化采油系统游梁式抽油机冲次的方法技术方案

一种自动化采油系统的调节抽油机冲次的方法，属于石油采集技术，其特征在于通过分析采集到的生产数据自动调节变频器频率，从而达到智能控制采油冲次的目的。调节频率的程度通过绘制的抽油机井动态控制图来进行判断。动态控制图将油井的情况分为5种，分别为参数偏大区、断脱漏失区、合理区、待落实区、参数偏小区。在油井的实际泵效和流压位于参数偏大区范围时，考虑实际泵效与理论泵效的差别，如果实际泵效高于理论泵效，就要提高冲次，如果实际泵效低于理论泵效，则降低冲次，整个过程采用模糊控制算法进行计算。系统根据实时采集到的数据合理地调节冲次，使采油效率达到最大化，并且在发生空抽现象时停止抽油机工作，提高设备的安全性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种自动化采油系统的调节抽油机冲次的方法，属于石油采集技术，其特征在于通过分析采集到的生产数据自动调节变频器频率，从而达到智能控制采油冲次的目的。调节频率的程度通过绘制的抽油机井动态控制图来进行判断。动态控制图将油井的情况分为5种，分别为参数偏大区、断脱漏失区、合理区、待落实区、参数偏小区。在油井的实际泵效和流压位于参数偏大区范围时，考虑实际泵效与理论泵效的差别，如果实际泵效高于理论泵效，就要提高冲次，如果实际泵效低于理论泵效，则降低冲次，整个过程采用模糊控制算法进行计算。系统根据实时采集到的数据合理地调节冲次，使采油效率达到最大化，并且在发生空抽现象时停止抽油机工作，提高设备的安全性。【专利说明】
本专利技术涉及自动化采油的
，尤其涉及一种调节抽油机冲次的方法。
技术介绍
随着石油系统的重组改制和我国加入WT0，石油企业面临非常激烈的市场竞争。由于地质情况复杂与油量随时间的下降，固定抽油机采油冲次可能产生空抽或者抽油效率不高的情况；而通过人工的调节劳动强度大、有很大的滞后性，不能及时的调整冲次，也会产生低效采油的情况。如何使这类抽油机在达到石油产液量最大的同时能耗最小，是一个意义重大的课题。智能采油的出发点就是优化广泛使用的游梁式抽油机控制系统，使之能够根据油层变化合理的调节抽油控制参数，在不影响原油产量的同时节省电能，降低开采成本。智能调节采油冲次系统实现了自动合理调节游梁式抽油机冲次的功能，同时考虑油层的“供液”能力和抽油装置的“抽汲”能力，通过模糊决策，系统会根据实时采集到的数据合理地调节冲次，使采油效率达到最大化，并且在发生空抽现象时停止抽油机工作，提高设备的安全性。
技术实现思路
鉴于上述现有技术与实际需求的问题，本专利技术实施例提供了一种应用于自动化采油系统的调节抽油机冲次的方法。本专利技术是一种调节自动化采油系统中游梁式抽油机冲次的方法，其特征在于是在采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统中一次按一下步骤实现的:步骤1:构造一个采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统，包括:计算机、传感器、变频器、抽油机、无线收发系统和上位机，其中传感器包括:油杆位移传感器、油杆载荷传感器、井口温度传感器、油井动液面传感器、套压传感器和油压传感器，所述各种传感器的输出端信号经A/D转接器分别输入到所述计算机的对应数据的输入端。变频器:变频器信号输入端与所述计算机的RS-485串行接口输出端相连，抽油机:频率信号输入端与所述变频器的可变频率信号输出端相连，无线收发系统:由通过通用无线分组业务GPRS机无线连接的无线接收装置和无线发送装置构成，所述无线接收装置输入端与所述计算机的串行接口 RS-232相连，接收包括油杆的冲次数据在内的测量数据经无线发送器GPRS系统，所述无线发送装置接收端来自所述GPRS系统传输的测量数据后输入所述上位机中，步骤2:计算机初始化，设置一下抽吸参数及计算公式:a):抽油泵的抽吸理论效率η的计算公式:η=Πι.n2.n3 * rU.η 5，其中Il1:游离气影响时的抽吸效率，估计值，下同，n2:余隙中气体膨胀减少活塞有效行程时的抽吸效率，Il3:油管及抽油杆弹性伸缩产生冲程损失时的抽吸效率，n4:溶解气影响时的抽吸效率，η5:泵筒、凡尔漏失影响时的抽吸效率，设定值，在沉没压力Ph稳定时，【权利要求】1.一种调节自动化采油系统中游梁式抽油机冲次的方法，其特征在于是在采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统中一次按一下步骤实现的: 步骤1:构造一个采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统，包括:计算机、传感器、变频器、抽油机、无线收发系统和上位机，其中 传感器包括:油杆位移传感器、油杆载荷传感器、井口温度传感器、油井动液面传感器、套压传感器和油压传感器，所述各种传感器的输出端信号经A/D转接器分别输入到所述计算机的对应数据的输入端。 变频器:变频器信号输入端与所述计算机的RS-485串行接口输出端相连， 抽油机:频率信号输入端与所述变频器的可变频率信号输出端相连， 无线收发系统:由通过通用无线分组业务GPRS机无线连接的无线接收装置和无线发送装置构成，所述无线接收装置输入端与所述计算机的串行接口 RS-232相连，接收包括油杆的冲次数据在内的测量数据经无线发送器GPRS系统，所述无线发送装置接收端来自所述GPRS系统传输的测量数据后输入所述上位机中， 步骤2:计算机初始化，设置一下抽吸参数及计算公式: a):抽油泵的抽吸理论效率η的计算公式:n = H1.n2.n3 * n4.η::游离气影响时的抽吸效率，估计值，下同， n2:余隙中气体膨胀减少活塞有效行程时的抽吸效率， n3:油管及抽油杆弹性伸·缩产生冲程损失时的抽吸效率， n4:溶解气影响时的抽吸效率， n5:泵筒、凡尔漏失影响时的抽吸效率，设定值， 在沉没压力Ph稳定时，Ph = P1-0.00965.Qi1-L) ,P^h1定义见后面，H1 = l/[l+(l-fw) (R-Rg).BgL其中Bg味沉没压力下的气体体积系数，Bg = 0.000386 (ZT/ph)， Z:气体压缩系数，Pa-1，取0.94， T:吸入口温度，K， Ph:沉没压力，MPa，已知值， R:原始油气比，米3/吨，取33， Rg:吸入口压力下溶解油气比，m3/t， Rg = 2.71.(P1- (0.00965.Qi1-L)))， fw:含水率，n2 = /S，其中: S:光杆冲程长度，m, S1:余隙长度，m，取0.5， n3 = (s-a)/s，其中:(pgLxlO—6—ρΑ).Ιν.f ( I I ) λ:为冲程损失长度，A = ^~丄- + - h\Jr JtJ m P:液体密度，kg/m3,取980,g:重力加速度，cm/S2, L:下泵深度，m, E:钢材弹性模量，N/cm3，取206000， fp:抽油栗活塞截面积，cm2 【文档编号】G05B19/418GK103823424SQ201310429219【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日 【专利技术者】杨普, 赵宏宇, 陈仕杰, 白鹭, 崔民礼, 王科武, 肖创柏 申请人:大连仲德能源与环保科技有限公司, 北京工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节自动化采油系统中游梁式抽油机冲次的方法，其特征在于是在采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统中一次按一下步骤实现的：步骤1：构造一个采油系统的游梁式抽油机冲次闭环调节子系统，包括：计算机、传感器、变频器、抽油机、无线收发系统和上位机，其中传感器包括：油杆位移传感器、油杆载荷传感器、井口温度传感器、油井动液面传感器、套压传感器和油压传感器，所述各种传感器的输出端信号经A/D转接器分别输入到所述计算机的对应数据的输入端。变频器：变频器信号输入端与所述计算机的RS‑485串行接口输出端相连，抽油机：频率信号输入端与所述变频器的可变频率信号输出端相连，无线收发系统：由通过通用无线分组业务GPRS机无线连接的无线接收装置和无线发送装置构成，所述无线接收装置输入端与所述计算机的串行接口RS‑232相连，接收包括油杆的冲次数据在内的测量数据经无线发送器GPRS系统，所述无线发送装置接收端来自所述GPRS系统传输的测量数据后输入所述上位机中，步骤2：计算机初始化，设置一下抽吸参数及计算公式：a)：抽油泵的抽吸理论效率η的计算公式：η=η1·η2·η3·η4·η5，其中η1：游离气影响时的抽吸效率，估计值，下同，η2：余隙中气体膨胀减少活塞有效行程时的抽吸效率，η3：油管及抽油杆弹性伸缩产生冲程损失时的抽吸效率，η4：溶解气影响时的抽吸效率，η5：泵筒、凡尔漏失影响时的抽吸效率，设定值，在沉没压力Ph稳定时，Ph＝P1‑0.00965·(h1‑L)，P1，h1定义见后面，η1＝1/[1+(1‑fw)(R‑Rg)·Bg]，其中Bg味沉没压力下的气体体积系数，Bg＝0.000386(ZT/ph)，Z：气体压缩系数，Pa‑1，取0.94，T：吸入口温度，K，Ph：沉没压力，MPa，已知值，R：原始油气比，米3/吨，取33，Rg：吸入口压力下溶解油气比，m3/t，Rg＝2.71·(P1‑(0.00965·(h1‑L)))，fw：含水率，η2＝[S‑S1(1‑fw)(R‑Rg)·Bg]/S，其中：S：光杆冲程长度，m，S1：余隙长度，m，取0.5，η3＝(S‑λ)/S，其中：λ：为冲程损失长度，λ=(ρgL×10-6-ph)·L·fpE(1fr+1ft)m]]>ρ：液体密度，kg/m3，取980，g：重力加速度，cm/S2，L：下泵深度，m，E：钢材弹性模量，N/cm3，取206000，fp：抽油泵活塞截面积，cm2,D为泵柱塞直径，已知值，fr:抽油杆柱按长度加权的平均截面积，cm2，ft：油管柱金属部分按长度的加权平均截面积，cm2，1fr+1ft=0.22,]]>η4＝fw+(1‑fw)/B0，其中：B0：沉没压力下原油体积系数，小数，取值0.998，η5取0.96，b)：实际抽吸效率η′计算公式：η′=C·4·1063.14·d2·S·γ·ΔW·60·100]]>其中：C：日产液量，吨/日，d:泵径，即抽油泵泵筒的内径，mm，γ：冲次，即每分钟抽油杆往返次数，n/min，ΔW：生产周期内的采样间隔，单位是天数，c)：流压P1的计算公式：P1＝P2+(h1‑h2)·980·9.8·10‑6，P1：流压，MPa，P2：套管压力MPa，h1：油层中深，即油层顶界与底界的中深，m，h2：动液面高度，m，在所述计算机中还设定上一个生产周期中的下述抽吸参数的极限值最大流压P1max，最低流压Pwmin，最低含水率fwmin，最高含水率fwmax，最低井口温度即最低吸入口温度Tmin，最高井口温度即最高吸入口温度Tmax，最小下泵深度Lmin，最大下泵深度Lmax，步骤3：计算机按所述上述生产周期的各抽吸参数实际值绘制本生产周期的抽油机井抽吸参数的初始动态控制图：抽吸参数动态控制图按不同的抽吸效率‑流压曲线把抽油机井动态地制定为处于合理、偏大、偏小、断脱漏失和待落实五种状态，按初始设定的动态控制图中五个对应的包括合理区、偏大区、偏小区、断脱漏失区和待落实区在内的状态区域进行判别和调整，其中：合理区：抽油机井动态控制图中，抽油机供油采油关系协调，抽吸参数匹配合理，符合开采要求的抽油井所处的状态，参数偏大区：所述抽油机井处于供液不足或气体影响，处于流压低、抽吸低的状态，应予以油层改造，参数偏小区：所述抽油机井处于正常或连抽带喷的状态。有调整挖潜的余地，断脱漏失区：所述抽油机井中流压高，抽吸低，处于断脱、漏油状态应克服井下存在的问题后，使其恢复工作，待落实区：所述抽油机井抽吸效率高但...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨普，赵宏宇，陈仕杰，白鹭，崔民礼，王科武，肖创柏，
申请(专利权)人：大连仲德能源与环保科技有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21