一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法技术

本申请公开了一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法，能够解决游梁式抽油机在不使用任何外部传感器(液位传感器、流量传感器、位置传感器、载荷传感器、功图传感器、压力传感器、电机转速传感器等)的情况下，且在不使用变频器、伺服驱动器等变频设备的条件下，能够计算分析油井环空沉没度及抽油泵充满程度，并自动调节抽油机运行速度及相应运行时间，以实现对抽油机的优化运行。以实现对抽油机的优化运行。以实现对抽油机的优化运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法


[0001]本申请涉及油田采油
，特别是涉及一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法。

技术介绍

[0002]游梁式抽油机是油田广泛应用的采油设备，发展已有百年历史，早期游梁式抽油机的控制系统采用非变频方式，当油井产量变化时，需要抽油机改变速度，通常采用更换电机皮带轮直径改变传动比的方法实现，增加了现场人员的工作量和管理难度；近年来变频器大规模应用，改变抽油机运行速度，变得十分简单，现场人员的工作量和管理难度大幅降低。但大量应用变频器，也存在一些问题，例如：大量应用变频器会导致供电网络谐波干扰严重，降低电网供电质量；变频器本身也是一种能耗设备，也会损耗一部分电能；应用变频器增加了生产投资，一台内置了优化算法的变频控制柜价格一般都在几万元左右。因此游梁式抽油机更适合简单、智能、可靠、经济的控制系统和方法。
[0003]在油田开发过程中，地层能量代表了油井的供液能力，由于我国大部分油田采用注水开发，因此地层能量在生产过程中一般变化不大，供液能力也较为稳定，所以对于一口抽油机井，真正需要改变冲次数的情况并不频繁，根据现场应用经验，具备高、低两种转速或高、中、低转速，并通过控制不同冲次的运行时间长短，就能较好的满足生产需要，既简单又可靠，从而替代变频器的作用，对于油田生产更加科学合理。在过去几年，双速电机或多速电机在我国各油田都开展了应用，但由于对抽油机井的工况识别技术一直不准确，如何根据油井实际需要及时切换不同运行速度的控制方法不成熟，切换方式主要依靠人工完成，因此限制了该技术的发展。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的目的是提供一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法，能够解决游梁式抽油机在不使用任何外部传感器(液位传感器、流量传感器、位置传感器、载荷传感器、功图传感器、压力传感器、电机转速传感器等)的情况下，且在不使用变频器、伺服驱动器等变频设备的条件下，能够计算分析油井环空沉没度及抽油泵充满程度，并自动调节抽油机运行速度及相应运行时间，以实现对抽油机的优化运行。
[0006]为达到上述目的，本申请提供了一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法，其特征在于，所述方法包括：
[0007]获取游梁式抽油机在预设时间内的油井环空沉没度压力的第一平均值；
[0008]根据所述第一平均值，动态调节所述游梁式抽油机的运行速度。
[0009]可选地或优选地，所述预设时间内包括多绕组电机的至少一个运行周期；
[0010]所述获取预设时间内的油井环空沉没度压力的第一平均值，具体包括：
[0011]获取所述至少一个运行周期内每个运行周期下的所述油井环空沉没度压力；
＝2π
‑
θ+a，I－基杆长度，j＝tan(0.1
×
(T+λ/2))/Y，T为抽油机在工作时其所处位置的温度，λ为抽油机在工作时其所处位置的湿度，Y为抽油机所处位置的经纬度替换值。
[0032]可选地或优选地，所述根据所述第一平均值，动态调节游梁式抽油机的运行速度，具体包括：
[0033]根据所述第一平均值，确定油井环空沉没度；
[0034]根据所述油井环空沉没度，动态调节游梁式抽油机的运行速度。
[0035]可选地或优选地，所述根据所述油井环空沉没度，动态调节游梁式抽油机的运行速度，具体包括：
[0036]确定所述油井环空沉没度小于第一阈值，降低所述多绕组电机的运行速度；
[0037]确定所述油井环空沉没度大于第二阈值，提高所述多绕组电机的运行速度；
[0038]确定所述油井环空沉没度大于或等于所述第一阈值，且小于或等于所述第二阈值，保持所述多绕组电机的运行速度不变。
[0039]可选地或优选地，所述方法还包括：
[0040]获取所述井液的粘稠度，以及基于所述粘稠度，动态调整所述第一阈值和/或所述第二阈值的大小。
[0041]本申请提供的基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法，可以获取游梁式抽油机在预设时间内的油井环空沉没度压力的第一平均值，并基于该第一平均值，自动调节抽油机运行速度及相应运行时间，实现了对抽油机的优化运行。
附图说明
[0042]图1是本申请实施例提供的一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法的流程示意图；
[0043]图2是本申请实施例提供的一种游梁式抽油机力学计算示意图；
[0044]图3是本申请实施例提供的一种井筒内受力的示意图；
[0045]图4是本申请实施例提供的另一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0046]为了使本领域技术人员更好的理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明。
[0047]以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个或两个以上(包含两个)。术语“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关
系。
[0048]在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“连接”包括直接连接和间接连接，除非另外说明。
[0049]以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0050]在本申请实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0051]本方案中所需的控制系统的硬件组成包括但不限于为：液晶显示屏、抽油机智本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多绕组电机的游梁式抽油机自动优化运行方法，其特征在于，所述方法包括：获取游梁式抽油机在预设时间内的油井环空沉没度压力的第一平均值；根据所述第一平均值，动态调节所述游梁式抽油机的运行速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时间内包括多绕组电机的至少一个运行周期；所述获取游梁式抽油机在预设时间内的油井环空沉没度压力的第一平均值，具体包括：获取所述至少一个运行周期内每个运行周期下的所述油井环空沉没度压力；根据每个运行周期下的所述油井环空沉没度压力，确定所述第一平均值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述至少一个运行周期内每个运行周期下的所述油井环空沉没度压力，具体包括：针对所述至少一个运行周期内的任一运行周期，获取所述多绕组电机在任一运行周期中的多个输入功率；根据多个所述输入功率，确定所述多绕组电机在所述任一运行周期中的多个电机轴扭矩，其中，一个所述输入功率对应一个所述电机轴扭矩；根据多个所述电机轴扭矩，确定所述多绕组电机中的减速箱在所述任一运行周期中的多个输入轴扭矩，其中，一个所述电机轴扭矩对应一个所述输入轴扭矩；根据多个所述输入轴扭矩，确定所述减速箱在所述任一运行周期中的多个输出轴扭矩，其中，一个所述输入轴扭矩对应一个所述输出轴扭矩；根据多个所述输出轴扭矩，确定所述游梁式抽油机在所述任一运行周期中的多个悬点载荷，其中，一个所述输出轴扭矩对应一个所述悬点载荷；根据多个所述悬点载荷，确定在所述任一运行周期中的所述油井环空沉没度压力。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述输入功率，确定所述电机轴扭矩的具体公式为：式中：P
输入
‑
电机的输入功率；n
‑
电机轴转速；M
电机轴
‑
电机轴扭矩。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据电机轴扭矩，确定输入轴扭矩的具体公式为：式中：M
电机轴
－电机轴扭矩；I2－电机皮带轮与减速箱输入带轮的传动比；M
输入轴
‑
输入轴扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文鑫，孙浩哲，杨永强，齐文，
申请(专利权)人：大连西贝通达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：