[實用新型]基于動液面與套壓的抽油控制系統

有效

• 申請號: 201721922522.2
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN207989009U
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 張乃祿;李偉強;顏瑾;范琳龍;張濤
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本實用新型公開了一種基于動液面與套壓的抽油控制系統，包括主控平臺、產油量檢測儀、動液面套壓檢測儀、抽油調節機構和電磁閥，主控平臺包括主控制器、觸摸屏、存儲器和定時器，主控制器的輸出端接有調節器和信號繼電器，抽油調節機構包括依次連接的交流電源、交流接觸器、變頻器和電動機，交流接觸器通過繼電器與信號繼電器連接，動液面套壓檢測儀包括檢測控制器、檢測通訊模塊、氣泵、聲波采集器和用于檢測套管環空壓力的壓力傳感器。本實用新型利用油井實測深度與設定深度比較調節變頻器輸出頻率，控制抽油機的沖次，利用壓力變化調節電磁閥開閉，調節油井環空內壓力，穩定動液面，使抽油機處于最佳抽油狀態。

技術領域

本實用新型屬于抽油控制技術領域，具體涉及一種基于動液面與套壓的抽油控制系統。

背景技術

油井動液面深度決定井底流壓和抽油機的沉沒度，其深度變化對油井產液量和抽油效率造成影響。隨著動液面加深，抽油機上段的液柱壓力降低從而導致有更多的氣體進入抽油機中降低了抽油機的泵效，抽油機仍以原有的沖次運行會使油井處于低產量的工作狀態。另外，在油田開采過程中，當套壓增大時，套壓為油井內的液體提供一部分能量，推動液體進入泵筒內，從而提高抽油機的充滿系數，但是，當套壓增大到一定值時，如果繼續增大，油管內將主要是氣體在流動，氣體進入抽油機，導致抽油機出現充不滿的現象，同樣降低了抽油機的泵效，并且，當氣體影響嚴重時，由于氣體在抽油機內的壓縮和膨脹，使得吸入閥無法打開而抽不出油，出現“氣鎖”現象。目前的抽油控制系統通常為基于動液面的閉環控制系統，該種控制系統僅僅考慮動液面單一因素的影響，未考慮不同供液能力的油井的套壓值變化對采油產量的影響，具有很大的局限性，又由于該種閉環控制系統常采用線性控制方法進行控制，控制效果差，不能將抽油機效率長期穩定地保持在最高狀態。另外，目前的套壓控制大部分為人工控制，由作業人員定期去現場根據套壓表數據打開手動球閥進行排放，這種人工控制的方式操作復雜，人力成本高。因此，根據動液面深度和套壓合理控制抽油機的沖次對提高抽油機的泵效具有重要的意義。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于動液面與套壓的抽油控制系統，其設計新穎合理，利用氣泵產生次聲波探測油井深度，采用聲波采集器獲取次聲波回波信號探測油井深度，利用油井實測深度與設定深度比較調節變頻器輸出頻率，進而控制抽油機的沖次，同時利用壓力傳感器采集油井環空內壓力，利用壓力變化調節電磁閥開閉，進而實現油井環空內壓力調節，有助于穩定動液面，使抽油機處于最佳抽油狀態，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：基于動液面與套壓的抽油控制系統，其特征在于：包括主控平臺和安裝在儲油罐上用于檢測抽油量的產油量檢測儀，以及均安裝在油井口用于探測檢測油井內數據的動液面套壓檢測儀、用于控制抽油機抽油效率的抽油調節機構和用于控制套管環空壓力的電磁閥，所述主控平臺包括主控制器以及均與主控制器連接的觸摸屏、存儲器和定時器，主控制器的輸出端接有用于控制電磁閥開度的調節器和用于驅動所述抽油調節機構的信號繼電器，所述抽油調節機構包括依次連接的交流電源、交流接觸器、變頻器和電動機，交流接觸器通過繼電器與信號繼電器連接，動液面套壓檢測儀通過第一通訊模塊與主控制器通訊，變頻器通過第二通訊模塊與主控制器通訊，產油量檢測儀通過第三通訊模塊與主控制器通訊；動液面套壓檢測儀包括檢測控制器和與檢測控制器連接且用于與第一通訊模塊通訊的檢測通訊模塊，檢測控制器的輸出端接有用于探測動液面位置數據的氣泵，檢測控制器的輸入端接有用于接收動液面位置數據的聲波采集器和用于檢測套管環空壓力的壓力傳感器。

上述的基于動液面與套壓的抽油控制系統，其特征在于：所述聲波采集器和壓力傳感器均通過A/D轉換模塊與檢測控制器的輸入端相接，氣泵通過開關模塊與檢測控制器的輸出端相接。

上述的基于動液面與套壓的抽油控制系統，其特征在于：所述檢測通訊模塊、第一通訊模塊、第二通訊模塊和第三通訊模塊為有線通訊模塊或無線通訊模塊。