CN102122161B - 油井间抽控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种油井间抽控制方法包括：根据油井的地面示功图和油井的基础参数生成油井的泵功图；所述基础参数包括油井内含水参数、油气比、粘度、杆径、杆长、泵径及泵深等；根据所述泵功图控制油井的间抽。公开了一种油井间抽控制系统包括：采集模块、地面示功图生成模块、泵功图生成模块、间抽控制模块。根据本发明提供的油井间抽控制方法及系统能结合油井出液规律，实时分析出最优的间开启动点和间开时间，实现油井的远程智能自我动态间抽控制，从而实现油井的节能降耗以及减少运行设备的损耗。

Description

油井间抽控制系统及方法

技术领域

 本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种油井间抽控制系统及方法。

背景技术

目前，在国内为油田作节能自控设备的公司很多，产品也非常多，大部分油田上实验或应用的节能装置都是以常抽井的电控节能为目的，所以较少应用真正以实现间抽自动化控制为主要功能的设备。目前国内发展和使用的间抽设备有以下一些特点：

1. 间抽设备大多是采集的信号采集电机电流、电压或是电机功率的数据信号。作为分析判断依据，这类的间抽设备具备判断电机缺相、过载的能力。通过对这些量的采集和判断，可以推知悬点载荷的变化，由此来推知井下液面的变化。缺点是缺乏对抽油机悬点载荷及井下工况的了解，间抽效果不理想。这是因为间抽设备用电机参数的判断来作为间抽依据并不是很理想，由电机参数来获知井下情况比较困难。设备的安装要经过一些调试环节，需要为获得每口井设备输入临界点，而这个临界值的获得比较麻烦，而且显然在今后的运行过程中不是一成不变的。井下泵况相当复杂，引起变化的因素较多，这样在做判断停抽标准时并不是很便捷，所以间抽效果不理想。

2.安装前需要调试输入临界值。设备大都是判断一个抽油机抽空临界值，这个临界值的输入是靠人工来根据设备安装前期时的空抽状态来获得，运行的停机标准基本上是对这个空抽点的判断来决定。如果是通过示功图来作为判断依据，则是要得到空抽发生时示功图中的一个固定位移点上载荷值，对其作判断来决定停机。缺点是缺乏对油井供液能力的动态的及时的调整能力。

3.设备大都配有人机对话接口，可以方便地对设备进行输入配置，但需要现场人员的管理和配合使用。缺点是设备在调控时仍需要现场人员协助，不能实现完全自动化及远程调控。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能结合油井出液规律，实时分析出最优的间开启动点和间开时间，实现油井的远程智能自我动态间抽控制的油井间抽控制方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种油井间抽控制方法包括：

根据油井的地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图；及

根据所述泵功图控制油井的间抽。

根据本发明的另一个方面，提供一种油井间抽控制系统包括：

采集模块，远程采集抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置；

地面示功图生成模块，根据所述采集模块采集的抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置生成地面示功图；

泵功图生成模块，根据所述地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图； 

间抽控制模块，根据所述泵功图控制油井的间抽。

根据本发明提供的油井间抽控制方法及系统能结合油井出液规律，实时分析出最优的间开启动点和间开时间，实现油井的远程智能自我动态间抽控制，从而实现油井的节能降耗以及减少运行设备的损耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的油井间抽控制方法的流程示意图；

图2是图1所示方法中根据所述泵功图控制油井的间抽的流程示意图；

图3是图2所示流程中自动调整从而达到油井的最佳间抽时间的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的油井间抽控制系统的结构框图；

图5是图4所示系统中采集模块的结构框图；

图6是图4所示系统中间抽控制模块的结构框图；

图7是图6所示间抽控制模块中调整模块的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供的油井间抽控制方法可包括：

步骤S1、根据油井的地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图；基础参数包括油井内含水参数、油气比、粘度、杆径、杆长、泵径及泵深。   

步骤S2、根据泵功图控制油井的间抽。该步骤将结合图2展开。

如图2 所示，根据泵功图控制油井的间抽可包括：

步骤S21、在设定的初始间抽时间的基础上，根据泵功图得到油井供液情况，自动调整抽油机的间抽时间，从而达到油井的最佳间抽时间。

步骤S22、根据最佳间抽时间控制油井的间抽。

如图3所示，根据泵功图得到油井供液情况，自动调整从而达到油井的最佳间抽时间可包括：

步骤S211、对抽油机井抽油杆载荷和位移进行测量。

步骤S212、根据抽油机井抽油杆载荷和位移判断抽油机是否处于停机状态，若是，执行步骤S213；若否，执行步骤S214。

步骤S213、判断抽油机当前停机时间长度是否大于设定的停机时间长度，若是，则执行步骤S220启动抽油机，并返回步骤S211，若否，继续持续停机状态。

步骤S214、判断设定的载荷点是否不被包含在泵功图中且该状态持续的时间大于设定的持续时间，若是，执行步骤S215；若否，执行步骤S211。

步骤S215、判断抽油机启动后运行的时间是否大于抽油机的最短运行时间，若是，执行步骤S216；若否，执行步骤S211。执行该判断步骤是为了有效降低抽油机的损耗。

步骤S216、判断抽油机启动后运行的时间是否大于设定的间抽时间，若是，执行步骤S217；若否，执行步骤S218。

步骤S217、抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度+步长，控制抽油机停机。步长为设定的时间步长，例如30分钟。

步骤S218、抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度-步长，例如30分钟。 

步骤S219、在经过步骤S217或S218调整时间后，控制抽油机停机。

下面结合图4-图7所示的装置对以上方法进行具体如何实施进行详细说明。

如图4所示，本发明实施例提出的油井间抽控制系统包括采集模块1、地面示功图生成模块2、泵功图生成模块3及间抽控制模块4。其中，采集模块1远程采集抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置。地面示功图生成模块2根据采集模块1采集的抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置生成地面示功图。泵功图生成模块3根据地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图。基础参数可包括油井内含水参数、油气比、粘度、杆径及杆长等。间抽控制模块4根据泵功图控制油井的间抽。

如图5所示采集模块1可包括载荷传感器11和位移传感器12。其中，载荷传感器11安装位置在井口悬绳器上，感知抽油杆悬点载荷，并转化成为抽油机杆的载荷变化，载荷传感器量程为0 ~150kN。位移传感器12用于测试抽油机悬点运行位置。地面示功图生成模块2可通过远程终端单元RTU来实现。远程终端单元RTU接收载荷传感器和位移传感器采集的数据采集的数据，并进行转换存储在临时寄存器当中，成为计算机可以识别格式（即地面示功图）；同时还具有就地控制油井启停命令、远程接收控制中心的启停和抽汲参数调整等控制命令。远程终端单元RTU可通过高增益全向天线将地面示功图发送到泵功图生成模块2。泵功图生成模块2可是一个软件系统，对抽油机工况诊断和油井生产历史数据综合进行动态分析，结合地面示功图确定出泵功图以显示地层供液能力。泵功图生成模块2可以接收各个油井发过来的地面示功图，并对各油井的地面示功图进行处理转化为相应的泵功图。

如图6所示，间抽控制模块4可包括调整模块41和控制逻辑模块42。其中，调整模块41在设定的初始间抽时间的基础上，根据泵功图得到油井供液情况，自动调整抽油机的间抽时间从而达到油井的最佳间抽时间。控制逻辑模块42根据最佳间抽时间控制油井的间抽。间抽控制模块4可设置在远程控制中心。控制逻辑模块42可远程向远程终端单元RTU发送启停和抽汲参数调整等控制命令。远程终端单元RTU可根据控制命令控制油井的启停。

如图7所示，调整模块41可包括检测单元411、第一调整单元412及第二调整单元413。检测单元411通过对抽油机井抽油杆载荷和位移的测量，判断抽油机是处于停机状态还是工作状态。第一调整单元412在检测单元411判断出抽油机是处于停机状态时，且抽油机当前停机时间长度大于设定的停机时间长度时，启动抽油机。第二调整单元413在检测单元411判断出抽油机处于工作状态时，且设定的载荷点没包含在泵功图中，且设定的载荷点没包含在泵功图中的持续时间大于设定的持续时间时，且抽油机启动后运行的时间大于设定的抽油机的最短运行时间时，判断抽油机启动后运行的时间是否大于设定的间抽时间，若是（表明在预设开抽时间内，泵功图提前达到该井的泵功图启停转换点，则以设定步长时间为单位，增加抽油机井停抽时间），则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度+步长，控制抽油机停机；若否（表明在预设开抽时间内，泵功图仍显示油井供液充分，未达到泵功图启停转换点），则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度-步长；步长为设定的时间调整步长。

本发明实施例提出油井间抽控制系统还包括视频检测系统、远程喊话系统及油井启停语音警示系统。其中，视频检测模块用于对井场视频实时传输，解决了油井启停控制时带来的安全隐患。远程喊话系统用于进一步有效确保油井启停控制的安全，当需要对井场人员警示时，只需在控制中心就可实现对各个井场喊话提示。油井启停语音警示系统用于当油井启动操作时，该系统用真人语音报告具体操作井号，同时，还延时1分钟才真正启动油井，在这个过程中，多次语音提示，确保万无一失。

本发明实施例在设定的初始间抽时间的基础上，根据泵功图判断得到的油井供液情况，自动学习、逐步逼近油井的最佳间抽时间。油井供液能力发生变化，系统也将及时自动调整间抽时间。本发明实施例借助目前已经实施的油井数字化平台，利用数据共享、数据整合、数字分析技术和新增的抽油机井抽汲参数自适应调整软件，便可实现油井的远程智能间抽控制，从而实现油井的节能降耗以及延长设备的使用寿命。通过研究和现场试验，逐步形成了一套适用于低产油井的功图法智能间开技术，可取代常规的人工控制间开操作，具有间开制度选取科学、间开调整自动化的优点，极大减轻了人工成本和劳动强度，完全符合低产井生产需要和数字化油田建设的要求。

本发明实施例提出的油井间抽控制系统及方法能够对油井进行远程智能自我动态间抽控制，从而实现油井的节能降耗以及减少运行设备的损耗。通过现场试验，间开后液量基本保持不变，单井日累计开井时间为由间开前的24小时缩短为12-14小时，开抽后泵功图饱满程度明显变好，泵效得到一定程度提高。本发明实施例提出的油井间抽控制系统及方法对于已安装抽油机井功图自动采集分析传输系统的低产低效油井适用。适用于开采中后期，大多数存在单井产量低、间歇出油情况的油井，以及低渗透油田严重供液不足的低流压井。应用前景：随着油田开发到中后期，以及开采区块条件日益变差，越来越多的低渗透、超低渗透区块得到大规模开发，需进行间开的井数日益增加，该项智能间抽技术具有广阔的应用前景。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种油井间抽控制方法，其特征在于，包括：

根据油井的地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图；所述基础参数包括油井内含水参数、油气比、粘度、杆径、杆长泵径及泵深；

根据所述泵功图控制油井的间抽；，所述根据所述泵功图控制油井的间抽包括：

在设定的初始间抽时间的基础上，根据所述泵功图得到油井供液情况，自动调整抽油机的间抽时间，从而达到油井的最佳间抽时间；所述根据所述泵功图得到油井供液情况，自动调整抽油机的间抽时间，从而达到油井的最佳间抽时间包括：

当抽油机处于停机状态时且抽油机当前停机时间长度大于设定的停机时间长度时，启动抽油机；

当抽油机处于工作状态，且设定的载荷点没包含在泵功图中，且所述设定的载荷点没包含在泵功图中的持续时间大于设定的持续时间时，对抽油机启动后运行的时间是否大于设定的抽油机的最短运行时间进行判断；

当判断抽油机启动后运行的时间大于设定的抽油机的最短运行时间时，则判断抽油机启动后运行的时间是否大于设定的间抽时间，若是，则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度+步长，控制抽油机停机；若否，则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度-步长；所述步长为设定的时间步长；

根据所述最佳间抽时间控制油井的间抽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当抽油机处于停机状态时且抽油机当前停机时间长度大于设定的停机时间长度时之前还包括：

通过对抽油机井抽油杆载荷及位移的测量，判断抽油机是否处于停机状态。

3.一种油井间抽控制系统，其特征在于，包括：

采集模块，远程采集抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置；

地面示功图生成模块，根据所述采集模块采集的抽油机机杆的载荷变化和抽油机悬点的运行位置生成地面示功图；

泵功图生成模块，根据所述地面示功图和油井生产的基础参数生成油井的泵功图；所述基础参数包括油井内含水参数、油气比、粘度、杆径、杆长、泵径及泵深；

间抽控制模块，根据所述泵功图控制油井的间抽；所述间抽控制模块包括：

调整模块，在设定的初始间抽时间的基础上，根据所述泵功图得到油井供液情况，自动调整抽油机的间抽时间，从而达到油井的最佳间抽时间；所述调整模块包括：

检测单元，通过对抽油机井抽油杆载荷和位移的测量，判断抽油机是处于停机状态还是工作状态；

第一调整单元，当抽油机处于停机状态时且抽油机当前停机时间长度大于设定的停机时间长度时，启动抽油机；

第二调整单元，当抽油机处于工作状态，且设定的载荷点没包含在泵功图中，且所述设定的载荷点没包含在泵功图中的持续时间大于设定的持续时间时，且抽油机启动后运行的时间大于设定的抽油机的最短运行时间时，判断抽油机启动后运行的时间是否大于设定的间抽时间，若是，则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度+步长，控制抽油机停机；若否，则抽油机的停机时间长度=上次抽油机的停机时间长度-步长；所述步长为设定的调整时间步长；

控制逻辑模块，根据所述最佳间抽时间控制油井的间抽。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括：

载荷传感器，采集抽油机杆的载荷变化；

位移传感器，测试抽油机悬点运行位置。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

视频检测模块，对油井现场进行视频采集。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

远程喊话系统，对油井现场进行喊话。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

油井启停语音警示系统，用真人语音报告具体操作井号进行语音提示。

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