[發明專利]一種抽油機井綜合測控方法及裝置

在審

• 申請號: 201410019540.4
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN104793571A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 劉國勇
• 申請（專利權）人: 劉國勇
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及采油自動化測量控制技術領域，特別是指一種抽油機井綜合測控方法及裝置。

背景技術

石油生產過程中，抽油井的動液面、含水是油井日常生產中必須知道的數據，由于技術原因，一般都是人工測量。

針對含水的測量一般利用人工定時在油管取樣點采取液體樣本，然后送實驗室分析一天檢驗一次。針對動液面的測量通常采用回聲法，利用主動聲源來產生超聲波或次聲波，通過液面對聲波的反射來測液位。但在線超聲波回聲測量設備復雜、體積大、安裝復雜、成本高。若在線用回聲法測量，對于液面深的井，必須配大功率聲源，設備制造成本和難度更高，工作在野外環境，維護成本高，復雜，穩定性差。

另一種是目前探索中的功圖法。

功圖法測動液位的方法是：從功圖中，取得某位置的懸點載荷，再將該載荷分解出上沖程靜載荷和抽油桿在油中的重力，不考慮油管回壓，懸點上沖程靜載荷減去抽油桿在油中的重力等于動液面高度液體重量作用在柱塞上的力。

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若知道上沖程靜載荷F靜上、抽油桿在液體中的重量F桿油，液體密度ρ油，柱塞面積S就可以計算出動液面。這四個參數中，只要不更換油泵，柱塞面積就是不變的，是可知的。其它叁個參數：上沖程靜載荷F靜上、抽油桿在液體中的重力F桿油和液體密度ρ油的獲得都有技術難度。

1)??????從懸點載荷中分解出上沖程靜載荷F靜上。懸點載荷是各種力的合成，是動態的。靜載荷只是作用到懸點載荷處的各種分力之一。其他分力包括慣性載荷、摩擦力，彈性力。慣性力是液柱重和抽油桿重變速運行產生的，隨懸點運行的加速度變化，大小和方向都在變化。抽油桿長度從幾百米到幾千米，隨著載荷的變化，運行過程中會產生彈性變化，該彈性力大小和方向是實時變化的，幾乎無法測量；摩擦力是液柱運動時和抽油桿、油管、游動閥之間摩擦產生的，方向永遠同液柱運行方向相反。大小受液體黏度、液體含水、含蠟因素影響，也是實時變化的，幾乎不可測的。因此在運動中分解出上沖程靜載荷是不可能的；

2)??????從懸點載荷中分解出抽油桿重F桿油：同上，在運動中從懸點載荷中分解，也是不可能的；

3)??????液體密度ρ油：液體的密度隨著含水、氣、蠟的諸多原因，是一直變化的，不是一個常數。

目前為止，都未見詳細、可實現的測量液位和含水的方法。尤其沒有詳細論述從功圖中分解出上沖程靜載荷和抽油桿在液體中的重力方法，更沒有如何消除慣性力、彈性力、摩擦力影響的具體方法。沒有這兩個分力，是無法通過功圖計算液位的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種抽油機井綜合測控方法及裝置，能夠自動對抽油機井進行綜合測控，從而實現對抽油機各項參數快速實時的檢測。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種抽油機綜合測控裝置，所述裝置包括：控制單元、角度傳感器、無線手持終端、無線Hub，電動抱閘、接觸器KM1、KM2、KM3、變頻器和斷路器；

所述控制單元，用于采集角度傳感器、電流互感器、電源電壓、油壓、套壓、油溫、載荷的信號；

所述控制單元，還用于控制接觸器KM1、KM2、KM3和變頻器來控制抽油機電動機的啟動停止及運行速度；

所述控制單元，還用于控制電動抱閘保持抽油機光桿靜止。

所述外部動力電源，用于經斷路器、接觸器KM1、KM2、KM3和變頻器給抽油機電動機供電。

控制單元的動液面、液體密度、含水數據，經無線Hub傳送到遠方計算機，經無線手持終端在現場顯示。

優選的，所述控制單元包括：

中央微處理系統、無線收發通道、天線、角度測量通道，ABZ脈沖信號接口、A、B、C三相電壓、電流測量通道；

AI：載荷、油壓、套壓、油溫、熱線電流輸入測量通道；

DI：啟動、停止、變頻/工頻/復位轉換命令輸入通道；

DI：接觸器KM1、KM2、KM3反饋觸點輸入通道；

DI：變頻器運行停止、故障信號輸入通道；

DI：電動抱閘位置反饋觸點輸入通道；

DO：控制接觸器KM1、KM2、KM3線圈命令輸出通道；

DO：電動抱閘命令輸出通道；

DO：變頻器啟動停止、故障復位命令輸出通道；

AO：變頻頻率設定輸出通道、電加熱功率設定輸出通道；