【技术实现步骤摘要】
本技术属于油田开采业潜油电泵应用，涉及一种对潜油电泵各种工作参数进行适时测试和综合分析，并根据分析结果对设备的工作状态进行判定和调整的系统。
技术介绍
1、潜油电泵是一种专为油田原油举升而设计的高效采油设备，由于其具有生产效率高，免维护周期长等特点，近年来在国内外油田开采领域得到了广泛地应用。然而，此类设备通常具有相对较高的制造成本，一旦发生故障，修复难度较大，这在一定程度上限制了其更广泛的推广。
2、潜油电泵设备通常包括井下组件和井上组件，井下组件包括潜油电机、电机保护器、油气分离器和潜油泵四部分组成；井上组件则包括供电系统和控制系统；这两部分之间用潜油电缆连接，确保能源与信号的稳定传输。
3、在选择潜油电泵时，需综合考虑多个关键因素，如油井的实际产量、埋藏深度、油井套管直径以及井下环境的温度等。当设备选型恰当，能够实现油井产量与设备举升能力的平衡时，潜油电泵能够长期稳定运行，无需频繁调整。对于产量较高的油井，比较容易满足上述的条件。即使产量出现小幅波动，潜油电泵也能通过其自适应机制迅速响应。当液面发生变化时，潜油电泵的扬程会随之调整，以维持排量的稳定。具体来说，当液面升高时，扬程减小，排量会自动增大；而当液面降低时，扬程增大，排量会自动减小。这种变化会使液面自动恢复，设备重新回到稳态运行。因此，对于高产量的油井，潜油电泵通常能够依靠其自适应能力长期稳定工作，无需人为干预调整。
4、但是，对于一些低产量的油井，则仅靠设备的自适应能力往往不能保证其稳定工作。因为这类油井本身产量就偏低(一般低于
5、因此，对于小排量的潜油电泵，强化监测机制显得尤为关键，一旦发现数据异常，必须及时介入调整才能保证设备不发生损坏。目前，尽管已有一些对潜油电泵的工作状态进行闭环控制的文献发表，但大多还处于试验研究阶段，实际工程应用还很少。目前，常见的控制方式都是以井下动液面高度作为控制的自变量，通过建立动液面高度与潜油电机的工作频率的关联，利用pid控制来维持液位的稳定，从而适时根据动液面来调整电机工作频率，来达到保护潜油电泵的目的。但是，这种控制方法有时并不能充分保证控制的可靠性。因为井下的真实液位是要通过传感器来测试的，现有的几类传感器尚不能保证数据的绝对可靠性。在目前常见的几种测定方法中，利用毛细管测压的方法来测定液位，虽然原理比较简单但受外界影响较小。但在某些情况下，如套压波动或油井含气较多时，其数据可能出现误差，比如毛细管测得的压力是液柱静压与套压叠加后的数据，当套压过大时，测得的压力数据就不能真实地反映出液位；再比如，对于含气较多的油井，气体在套管中的流动会使得液体中存在大量气泡或泡沫，测得数据就很难反映出真实的液位。同时，测试元件本身也可能会发生堵塞、腐蚀穿孔和气体未及时补充等问题，也会导致数据错误。
6、另一种测量液位的方法就是利用下到井下的压力传感器，这是一种从原理上说更先进的方法，需要将信号调制载波到潜油电泵的动力电缆上，到地面再解调放大。可是，由于电子元件在井下工作时，环境十分恶劣，容易受到干扰或损坏；载波和解调过程也容易受到动力电缆中大电流的干扰，因此其数据的可靠性也很难得到保证。如果一旦测得的液位数据出现错误，整个闭环控制将因输入错误而导致输出指令错误，进而可能误调整潜油电泵的工作状态，加速设备损坏。
7、因此，本领域亟需一种多参数对潜油电泵进行综合控制系统。
技术实现思路
1、本技术提出了一种多参数对潜油电泵进行综合控制的系统，克服了现有技术中因单一参数的检测错误，而造成控制系统对潜油电泵发出错误调整指令，从而导致设备发生意外损坏的情况。本技术提供的系统可以用于控制各种不同参数的潜油电泵，但对于深井和小排量的潜油电泵则具有更重要的意义。
2、本技术采用如下技术方案：
3、一种多参数对潜油电泵进行综合控制的系统，该系统包括：
4、潜油电泵井下组件、控制装置和传感器，传感器包括：
5、毛细管式压力传感器，位于井筒内，用于测定潜油电泵吸入口的压力，并结合氮气瓶和执行器构成毛细管测压系统；
6、温度传感器，安装在潜油电机的附近，用于实时监测电机的温度；
7、三相电流传感器，与潜油电机连接，用于测量潜油电机的三相电流大小及波动值；
8、套压传感器，安装于井筒中，用于测量油井套压。
9、质量流量计，与潜油电泵出口连接，作为翻斗式产出液计量装置，用于测定潜油电泵的排量。
10、进一步地，所述井下组件包括：
11、潜油电机，用于驱动系统工作；
12、电机保护器，其与潜油电机连接，用于保护潜油电机免受异常工况的影响；
13、油气分离器，设置于油井井筒中并与电机保护器连接，用于分离油井产出液中的气体和液体；
14、潜油泵，其与油气分离器、油管连接，具有多节叶轮结构，由潜油电机驱动高速旋转，以产生举升力将油井产出液举升到地面；
15、其中，潜油电机、电机保护器、油气分离器和潜油泵同轴布置在油井井筒中，且潜油泵的排量可通过控制潜油电机的工作频率来调节控制。
16、进一步地，该系统的控制装置包括主控制柜和多参数综合控制单元柜，主控制柜用于接收关于潜油泵排量、压力或其他相关参数的信号，并根据接收到的信号调整潜油电机的工作频率，从而实现对潜油泵排量的精确控制，其中，主控制柜可以通过有线或无线方式与潜油电机通信，以实现远程监控和调控。
17、进一步地，上述控制装置中，多参数综合控制单元柜安装在地面上，内部包含多个单片机和plc作为下位机，以及一个工控机作为上位机，用于接收并处理各传感器采集的数据。
18、进一步地，本系统数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和显示模块，上述模块之间电连接并设置在多参数综合控制单元柜内部，能够根据多个传感器采集的数据对潜油电泵系统的工作状态进行实时监控和分析，并通过显示模块展示分析结果。
19、进一步地，所述系统中，主控制柜与潜油电机、三相电流传感器电连接，多参数综合控制单元柜与主控制柜通过有线或无线方式连接，多参数综合控制单元柜将调频指令发送至主控制柜实现参量调整。
20、进一步地，所有的信号接收部分都安装到多参数综合控制单元柜中。
21、进一步地，毛细管测压系统中，位于井筒内的毛细管式压力传感器连接氮气瓶，由执行器远传给接收电路。
22、温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多参数对潜油电泵进行综合控制的系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下组件包括：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统的控制装置包括主控制柜(5)和多参数综合控制单元柜(19)，主控制柜(5)用于接收关于潜油泵(4)排量、压力或其他相关参数的信号，并根据接收到的信号调整潜油电机(1)的工作频率，从而实现对潜油泵(4)排量的精确控制，其中，主控制柜(5)可以通过有线或无线方式与潜油电机(1)通信，以实现远程监控和调控。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制装置中，多参数综合控制单元柜(19)，安装在地面上，内部包含多个单片机和PLC作为下位机，以及一个工控机作为上位机，用于接收并处理各传感器采集的数据。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和显示模块，上述模块之间电连接并设置在多参数综合控制单元柜(19)内部，数据处理模块能够根据多个传感器采集的数据对潜油电泵系统的工作状态进行实时监控和分析，并通过显示
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，多参数综合控制单元柜(19)与主控制柜(5)通过有线或无线方式连接，多参数综合控制单元柜(19)将调频指令发送至主控制柜实现参量调整。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所有的信号接收部分都安装到多参数综合控制单元柜(19)中。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，毛细管测压系统中，位于井筒(7)内的毛细管式压力传感器(13)连接氮气瓶(14)，由执行器远传给接收电路。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，温度传感器(16)为热电偶传感器，被安装到电机绕组附近，其长电偶一直联通到地面，由测量电路接收。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，三相电流传感器(15)将数据远传给接收电路；套压传感器(17)安装到井筒(7)中，由井口上的执行器远传给接收电路；质量流量计(18)采用翻斗式产出液计量装置计量，实时将产量数据远传给接收电路。
...【技术特征摘要】
1.一种多参数对潜油电泵进行综合控制的系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下组件包括：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统的控制装置包括主控制柜(5)和多参数综合控制单元柜(19)，主控制柜(5)用于接收关于潜油泵(4)排量、压力或其他相关参数的信号，并根据接收到的信号调整潜油电机(1)的工作频率，从而实现对潜油泵(4)排量的精确控制，其中，主控制柜(5)可以通过有线或无线方式与潜油电机(1)通信，以实现远程监控和调控。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制装置中，多参数综合控制单元柜(19)，安装在地面上，内部包含多个单片机和plc作为下位机，以及一个工控机作为上位机，用于接收并处理各传感器采集的数据。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和显示模块，上述模块之间电连接并设置在多参数综合控制单元柜(19)内部，数据处理模块能够根据多个传感器采集的数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：周华，郎成山，李正，刘冰，吕哲勇，苏春武，魏清清，柳清泉，陶然，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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