[發明專利]多功能增油控制器

無效

• 申請號: 01106132.4
• 申請日: 2001-02-05
• 公開（公告）號: CN1368593A
• 公開（公告）日: 2002-09-11
• 發明（設計）人: 田景利;王洪亮
• 申請（專利權）人: 田景利
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司
• 代理人: 賀紅

本發明涉及一種多功能增油控制器，主要應用于油田抽油機電機的智能增油控制，是油田生產實際與高新科技技術相結合的完美體現，實現了油田既增油又節能的采油目的。

油田現采用的常規型抽油機普遍使用傳統的控制方法，由于抽油機負載運行的特殊性，造成使用中的幾大缺點：①啟動負載過高，沖擊大，致使配電變壓器容量及電機等配套設施選型過大。②由于井下液面恢復期不斷變化，需調整沖次及沖程比才能提高產量，傳統的辦法是調整抽油機平衡塊及更換傳動輪，需停產很長時間進行調整，且人工調整的準確性很差，耗時費力，造成既減產又增加費用。

本發明的目的在于克服以上弊端，而提供一種多功能增油控制器，該產品彌補了以往常規抽油機調速范圍窄、機械磨損大、壽命短、耗能高等不足，使采油設備的調整與控制及采油工作的整個過程由手動轉變為自動控制，是油田石油開采的一場革命。

本發明的目的是由下面兩方面來實現的：

第一方面(軟件)，本控制器內置專家系統軟件包，工作時，專家系統主要依據液流比較器動態檢測的出油情況信號，分析計算抽油機的出油情況，逐漸逼近的找到動靜態最大出油工作點，并且自動把抽油機調整到最佳點運行，以實現在不停產的條件下把沖次數(沖次數，即抽油機每分鐘往復運動的次數)、沖程比(沖程比，即抽油機運動時，上沖程與下沖程的運行時間之比；沖程，即抽油桿向上或向下運動的一個行程)自動調整到最佳點(即最大出油點)，對抽油機實現自適應自動調節與控制，大幅提高了抽油效率，使抽油機的采油量自動達到最大。同時，系統亦可根據人工的干預實現所有功能，即根據人為的參數設定，專家系統軟件包自動調節沖次、調整沖程比等，從而達到經驗采油的最大出油量。

專家系統軟件運行時，首先進行系統初始化(包括各種采樣時間間隔的設定、平衡塊位置信號的確定等)，接著檢測是否有抽油機啟動信號，如果有抽油機啟動信號，就啟動抽油機；正常情況下，抽油機按歷史數據以時間間隔T1運行抽油；當系統滿足試抽條件時，以系統分析確定的時間間隔的試抽方式，首先在實際沖次數范圍內以時間間隔T2連續改變沖次數，比較各個沖次數的出油量，找到最大出油量的沖次數，并按此狀態運行，此時沖程比為1∶1；接著在最大出油量的沖次數下，在實際允許的沖程比范圍內以時間間隔T3連續改變沖程比τ，以各個沖程比的出油量和未改變沖程比前的最大出油量的大小做比較，如果出油量變大，就按最大出油量的沖程比做記錄并實際改變沖程比，并按此狀態運行，如果各個改變沖程比后的出油量和未改變沖程比前的最大出油量大小做比較都沒有變大，就按最大出油量的沖次數且1∶1的沖程比運行；正常情況下，抽油機按歷史數據以時間間隔T1運行抽油，當系統滿足試抽條件時，重復以上連續改變沖次數和沖程比的過程，以適應油井下液面改變而造成的抽油機工況的變化，使抽油機的抽油量始終保持最大。

第二方面(硬件)，本發明包括置于地面的油量有無及大小比較傳感器(液流比較器)，抽油機運行至各特征點傳感器(旋轉位置傳感器)，高性能變頻器(或復合智能模塊)及剎車用的制動單元和制動電阻，小環境控溫器及溫度傳感器和加熱管，強電控制模塊，低壓直流電源模塊，工況顯示及聲光警戒器，主控CPU模塊、從控CPU模塊等。液流比較器，用于檢測抽油機出油率及出油量的大小，其電信號輸出端經放大器及模數轉換器與單片機的輸入端相連，將出油信號輸入給單片機進行數據處理；旋轉位置傳感器，用于抽油機運行位置信息的取集，其輸出端經緩沖放大器陣列及反向驅動器或施密特觸發器陣列與單片機的輸入端相連，將采集的抽油機位置信號由單片機進行處理；高性能變頻器(或復合智能模塊)，其輸入為工頻動力電，輸出為頻率連續可調的動態可預知的電源供給抽油機電機，高性能變頻器(或復合智能模塊)的控制端經從控模塊與CPU相連；主控模塊為整個控制器的核心部件，其外圍連接工況顯示、聲光警戒及存儲器。本控制器還設有控溫模塊及與其相連的溫度傳感器和加熱管，用于溫度信號的采集及加熱的控制。

本發明的優點在于：本控制器集信息技術、控制技術、計算機技術、變頻調速技術(或復合智能模塊技術)、傳感器技術等現代高科技技術于一身，是油田生產實際與現代高科技技術的完美結合。為油田找到了一種切實可行的使抽油機采油量達到最大的方法，提高了采油設備的有效利用率，減少了空耗，節省了能源。