[發明專利]智能雙速采油控制裝置

有效

• 申請號: 201410192357.4
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103982161B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 張漢;來現利;鮑鐘峻
• 申請（專利權）人: 克拉瑪依市博瑞科技發展有限公司;克拉瑪依中興石油科技有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所65105
• 代理人: 湯建武,周星瑩

技術領域

本發明涉及抽油機控制裝置技術領域，是一種智能雙速采油控制裝置。

背景技術

目前在油田的開發過程中，一方面隨著油井開采時間的延長及抽油泵泄漏、泵體中油氣比變化等因素的影響，使得抽油泵都不同程度地存在空抽或充滿度不足的現象，造成了游梁式抽油設備的無效磨損和電能的浪費，增大了抽油設備運行維護費用；另一方面，隨著信息和電子技術的發展，特別是物聯網和智能油田建設技術在油田的推廣應用，需要將油井的電流、示功圖、液面、產液量等生產數據上傳至中央控制室，以實現油井的智能化動態控制。

油田在開發過程中，針對泵充滿度不足或空抽的情況，采取的節能措施主要有三種：一是將連續采油方式變為間歇采油方式，該方法由于采用分段開井模式，易造成液體采出不及時使得液面升高，從而降低地層含油混合液體流入井筒的能力、減低油井產液量；同時，在冬季時采用間歇采油方式容易出現凍裂采油管線的生產事故；二是調整電動機的皮帶輪或抽油機的沖程，該方式較適合于生產能力嚴重長期過剩的油井，對于生產能力過剩不嚴重或產量變化較大的油井，如果頻繁地進行，將導致工人的勞動強度大和采油成本的快速高，如果不及時進行調參作業，將會導致油井的產量下降；三是采用變頻調速裝置，該方式是利用變頻調速器通過控制電動機輸入電源的頻率，來調節和控制電動機的轉速或抽油機的沖次，以實現油井供液能力和產液能力的合理匹配，變頻調速裝置的核心是變頻調速器，有人工和手動兩種控制方式。

從理論上講，采用變頻調速裝置能夠實現油井供液能力和產液能力的合理匹配，能夠實現噸液的最低耗電量和耗電費用，但在生產實際過程中遠未實現上述目標，其主要原因為：1.故障率高、壽命低，游梁式抽油機的一個工作周期分為上下兩個沖程，上沖程時電動機消耗的電能和抽油機平衡塊勢能共同拖動抽油桿向上運動，下沖程時抽油桿的自重與其在產液中的浮力差及抽油泵活塞至井口的液重拖動平衡塊向上運動及電動機的運轉，當向下的拖動力較大，電動機的旋轉速度超過同步轉速時，電動機便會變為發電機向電網發出電能，對于大多數游梁式抽油機而言，一個沖程內，電動機會存在一個或一個以上的發電機狀態，即向電網返輸電能的狀態，變頻調速器按照工作原理可以分為矩陣式變頻器（交-交）和交直交變頻器兩種，無論矩陣變頻器還是交直交變頻器都是由大量的電子元器件構成，在抽油機的野外工作環境條件下，本身對其長期有效的壽命就是嚴峻的考驗，再加之抽油機下沖程返輸電能狀態的存在，盡管研究機構和生產廠商經過了多年的不懈努力，在全國油田中長期有效使用的成功案例仍不多見；2.是成本高、節電不節錢，為了解決變頻器在抽油機上的應用問題，生產制造單位或者選擇質量或等級更高的電子元器件，以提高其適應嚴酷環境的能力，延長其使用壽命，或者在交-直-交型變頻器的直流母排上安裝泄放電阻，以損失電能的方式換取壽命；或是再設計和增加一套反向變頻裝置，把多余的電能返輸到電網，這樣要么降低了變頻器的節電能力、要么增加了變頻器的制造成本，而變頻器本身就屬于高價值的技術產品，以一臺37kW的變頻器為例，普通型的價格約為3.7萬元，在抽油機上使用的變頻器因要增加直流泄放電阻或返輸電能的變頻電路等附加元件，單價在5.0萬元以上；37kW變頻器拖動的一般為十型抽油機，平均小時耗電為8.0kWh，節電率按20%、電價按0.68元/?kWh、年運行5000小時，則其靜態投資回收期為：50000/（5000*0.5*0.2*8）=9.2年，然而現有變頻器在抽油機上連續正常使用9.2年的可能性極小，致使現有技術人員通常都認定在抽油機上使用變頻器必然賠錢。