[發明專利]螺桿泵井智能監控設備

無效

• 申請號: 200810013572.8
• 申請日: 2008-10-08
• 公開（公告）號: CN101539135A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 高慶松;王洪亮;楊文革;李景波;俞志興;佟志勛;于麗萍;鄭瑋;沈冠楠;岳強;李鐵
• 申請（專利權）人: 王洪亮;高慶松
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B47/00;G05B19/02;G05B11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種螺桿泵井智能監控設備，是一種光機電一體化和電子信息及通訊技術相結合的高性能工業控制設備，主要應用于油田螺桿泵井采油的智能監控。

背景技術

隨著螺桿泵采油技術的日趨成熟，應用規模逐漸擴大，如何進一步降低螺桿泵采油技術的成本，提高油田的開采效益，在油田開發中日益凸現。

由于螺桿泵采油，是油田開發中新興的機械舉升工藝，在技術和管理等方面還不完善，存在著空抽、結蠟、偏磨等現象，造成燒泵、桿斷、管漏等問題，檢泵率高，檢修周期短，影響了原油生產，降低了油田生產的經濟效益。大面積推廣使用螺桿泵采油技術后，大部分采油工之前沒有接觸過螺桿泵，有些技術人員也只是在理論上接觸過螺桿泵知識，在螺桿泵井日常管理上還有很大欠缺，不能及時發現、及時處理問題。盡快摸索分析螺桿泵井采油中各參量間的關系，及時合理的采集現場各項生產數據，建立工況分析診斷模型，能夠對生產作業起到很好的作用。

國內機采井自動測控程度較低，特別是螺桿泵井。這也是致使一些螺桿泵井工況不合理，調整不及時導致系統效率偏低，管理不及時導致故障率偏高的主要原因之一。提高螺桿泵井的自動測控水平，實施油井智能控制是實現螺桿泵井穩定高產的主要配套技術之一。

另外，目前的螺桿泵井電控設備，都存在一些普遍的問題：首先，大都只強調節電一方面，沒有考慮到地下資源和機桿泵的優化組合，沒有考慮到機械磨損、泵體漏失及對電網的污染等因素，即沒有考慮到螺桿泵井的整體系統效率。其次，性能都不太穩定、故障率高、抗干擾性差，沒有考慮到油田電網的特殊性和被控對象螺桿泵井的多變性，沒有合理的電氣設計結構。因此，目前的螺桿泵井電控設備實際使用效果都不很理想。

發明內容

要解決的技術問題

本發明所涉及的螺桿泵井智能監控設備，正是在上述情況下，針對螺桿泵井應用中存在的各種問題而設計開發的。

本發明能夠及時準確的監測螺桿泵井運行中的主要工作數據，如動液面、扭矩和軸向力、電流、功率等，根據分析診斷結果，合理設置螺桿泵井的工作參數，及時有效的解決各種問題，為螺桿泵井的日常生產管理提供了一種方便快捷的手段。

本發明通過準確的測量和有效的監控調度，可以避免當油井沉沒度較低時抽空，造成燒泵現象的發生；可以根據結蠟等原因，科學制定熱洗制度，避免斷桿等現象；可以及時發現偏磨問題，防止管漏，延長桿管使用壽命，延長檢泵周期；可以優化螺桿泵井設計，合理確定工作參數，減少安全隱患。

同時，本發明實現了人工智能，并堅持以人為本的原則，實現了自動控制，能夠自動適應、自動維護、自動處理系統故障，可實現無人值守。本發明也設計了信息遠距離無線傳輸的功能，可實現網絡化、集約化、可視化管理，可實現遙測遙控、防盜報警等功能。

技術方案

本發明為解決以上技術問題所運用的技術方案如下：

本發明主要包括弱電部分和強電部分，其特征在于：它以能在線測量油井動液面的傳感器、能在線測量螺桿泵井扭矩和軸向力的傳感器以及能在線測量各種電參數的傳感器與CPU相連為核心，實現螺桿泵井的準確閉環控制，進而實現螺桿泵井的智能控制功能。

本發明的關鍵技術是抓住了決定螺桿泵井運行中的幾個最重要參數，即動液面、扭矩和軸向力、電流等，并對這幾個參數進行了切實可行、準確有效的測量，同時把這幾個參數進行了有機結合，作為螺桿泵井閉環控制的主要依據。動液面是螺桿泵井的井口到井下油層表面的距離，它反映了油層對該油井的供液能力，通過它可以知道地下有沒有油及充足度如何；扭矩和軸向力是螺桿泵井光桿的載荷情況，它主要反映了泵的抽汲能力和泵的工作情況以及整個抽汲管路的工作情況，比如是否有漏失等；電流一是反映了泵的工作情況，二是一定程度上反映了螺桿泵井的整個機電拖動系統工作是否正常。動液面是前提，即有沒有油；扭矩和軸向力是基礎，即是否具備了良好的抽汲能力；電流是整個抽汲管路及整個機電拖動系統的正常工作依據。知道了這幾個參數，采油工作制度將會比較容易確定，抽不抽，怎樣抽，事情就非常明確。因此，以動液面、扭矩和軸向力及電流為主要參量建立的閉環系統，是對螺桿泵井實現了真正的閉環自動控制，實現了準確控制。

本發明所涉及到的其它技術有：變頻調速，備用工頻及工變頻互鎖，電參數測量，運行速度檢測，套管和油管的溫度及壓力測量，人機界面，數據存儲，故障及防盜報警，有線與無線通訊及不受地域限制的遠程通訊，系統自整定等。這些技術都是配合動液面、扭矩和軸向力、電流等參量，為了更好的實現螺桿泵井的真正閉環控制，它們也是整個控制系統必不可少的部分。