[發明專利]遠程連續液面測量及油井間抽智能控制系統

在審

• 申請號: 201410408622.8
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104196520A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王衛剛;趙亞杰;段景杰;劉通;姚軍;黃華;高慶華;董濤;展轉盈;雷茹
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047;E21B47/12;E21B47/26;G05B19/418
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

技術領域

本發明涉及抽油機控制系統，具體涉及一種遠程連續液面測量及油井間抽智能控制系統。

技術背景

在油田開發過程中，當油井的滲透能力低于抽油機設計抽油能力的時候，油井則處于供液不足的狀態。為了節約電能，減少抽油機的機械磨損，提高設備的效率，一般采用的方法是對油井實行間抽制度。最早的間抽井是由人工進行啟停，因此間抽制度必須要同員工工作制度相一致，由于未考慮井下實際供液情況，就有可能產生以下兩種情況；其一，間隔時間設置太短,結果是井下供液還未恢復到合適值抽油機又開始工作了，結果造成電能浪費；其二，間隔時間設置太長，結果是井下供液恢復時間過長，有效的工作時間縮短,結果造成產量下降。然而，隨著科技的發展，人們研制了自動間抽控制器，通過該控制器可以以小時為單位任意設定起機時間和停機時間，到達設定時間點后，自動執行啟停操作。但是在確定間抽制度時需要對抽油機進行人工啟停操作，并需要工作人員到現場連續測試動液面，確定間抽時間，這樣就不能及時開關抽油機，因而就增加了空采率，降低了抽油機井效率，而且操作和管理都不方便，增加了抽油機井成本，不利于油田的發展。

為了在開機狀態下判斷油井當前是否處于供液不足的狀態，現有技術的方法是測量抽油機距在上、下沖程死點某一位置時的電機功率消耗的數值。當該數值低于某一事先設定的數值時，便認為油井處于供液不足的狀態。為此，該方法需要在測量電機功率消耗的同時，還必須測出相應的沖程位置以便確定沖程的死點。這種方法的主要缺點是：為了獲得油井的供液狀態信息，需要同時測量兩個有關物理量，其中，沖程位置的測量需要在抽油機的游梁或支架等露天部位安裝位置傳感器或其它電子測量元件，同時還要通過較長的引線將測量信號送到抽油機的控制裝置中。這樣會使得抽油機的控制裝置的安裝過程相當繁瑣，而傳感器過多以及傳感器信號引線過長不僅容易導致信號衰減、故障頻繁發生，而且容易被盜竊或損壞，從而給用戶帶來諸多使用上的不便；此外，由于相應的控制、檢測裝置所使用的器件較多，使得抽油機的控制裝置的造價較高，給用戶增加了不必要的經濟負擔。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種油井遠程連續液面測量及間抽井智能控制系統。

?本發明的技術方案為：

一種遠程連續液面測量及油井間抽智能控制系統，其特殊之處在于：包括井口裝置、液面測量裝置、液面數據采集裝置、無線網絡系統、中心接收單元、中心控制系統、液面數據處理系統、智能間抽控制系統以及電機配電箱；所述液面測量裝置與井口裝置相連接，液面數據采集裝置與液面測量裝置相連接；所述無線網絡系統與液面數據采集裝置相連接；中心接收單元與無線網絡系統相連接；中心控制系統與中心接收單元相連接；所述液面數據處理系統與液面數據采集裝置相連接；智能間抽控制系統與液面數據處理系統相連接；電機配電箱與智能間抽控制系統相連接。

上述液面測量裝置包括電控氣爆發聲裝置，所述電控氣爆發聲裝置由依次連接的控制電路、微型氣泵、儲氣筒、電磁閥及氣管組成。

上述液面數據采集裝置由依次連接的回波采集模塊、溫度、壓力采集模塊、通信傳輸模塊以及中央處理器（CPU）組成。

上述中心接收單元由互相連接的GSM/GPRS收發模塊、SIM卡、SIM卡座、天線、電源系統以及通信接口組成。?

上述中心控制系統由互相連接的中心接收單元、通訊接口、監控計算機系統、內部網絡系統以及用戶終端組成。

上述回波采集模塊由相互連接的微音器、A/D轉換器、存儲器、CPU以及外圍輔助電路組成；其中，A/D轉換器采用高性能芯片，用于回波和壓力信號采集；存儲器選用容量為16Mbits，可連續儲存100次以上的液面測量數據。

上述溫度、壓力采集模塊由壓力傳感器和溫度傳感器組成，其中壓力傳感器采用SM24Y02應變式壓力傳感器；溫度采集模塊采用GPRS模塊內部傳感器。

上述通信傳輸模塊采用SIM300D?GPRS/GSM通信模塊用于數據收發，每個模塊使用一塊SIM卡對應一個手機號碼。

上述中央處理器選用Atmel公司AVR系列單片機，具體采用Atmega168V單片機，Flash內存容量為16K字節，SRAM1K字節，EEPROM為512字節。

上述液面數據處理系統采用先進的軟件算法，利用快速傅立葉變換，通過頻譜分析能夠自動獲得精確的音速；通過對原始信號進行數字濾波，使液面回波更加清晰容易分辨，軟件自動識別率高。