CN103437744A - 油田地面地下一体化采油智能控制装置 - Google Patents

Abstract

油田地面地下一体化采油智能控制装置，为解决对抽油机上的冲程、冲次、载荷、功图以及地层温度、压力等数据无法进行连续监测的问题。包括抽油机本体，所述抽油机本体的光杆上设有负荷传感器，抽油机本体的电机输出轴上设有编码器，抽油机本体的减速箱下端固定有光电开关，所述负荷传感器、编码器、光电开关的数据输出端分别与控制器连接，控制器的控制输出端通过伺服驱动器与电机连接，控制器的压力、温度数据输入端与电控配产器连接，电控配产器设在井下过电缆封隔器下端的油管柱上，电控配产器上设有压力传感器。降低了抽油机损坏的几率、减少了工作人员的工作负担、提高了抽油机的工作效率并且促进了油田科技发展。

Description

油田地面地下一体化采油智能控制装置

技术领域

 本发明涉及油田开采技术领域，属于一种用于油井的智能开采技术，具体是油田地面地下一体化采油智能控制装置。

背景技术

目前通过安装抽油机控制器和电机控制箱，实现了抽油机遥开、遥关、电机过载和缺相自动停机保护并发出报警信号等功能，但是传统装置中，由于没有对地面和地下的数据同时监测和调控的相应设备，使得抽油机上的冲程、冲次、载荷、功图以及地层温度、压力等数据无法进行连续监测，无法为油藏工程分析提供准确数据。尤其是井下地层压力、产液量发生变化时，工作人员无法准确获得相应数据，不能及时对抽油机进行参数调整，使抽油机不能在合理工作范围内使用，降低抽油机工作效率，影响油田开发。

发明内容

本发明为设计一种可以对地面及地下数据同时监测和调控的设备，以解决对抽油机上的冲程、冲次、载荷、功图以及地层温度、压力等数据无法进行连续监测的问题，而提出的油田地面地下一体化采油智能控制装置，包括抽油机本体，所述抽油机本体的光杆上设有负荷传感器，抽油机本体的电机输出轴上设有编码器，抽油机本体的减速箱下端固定有光电开关，所述负荷传感器、编码器、光电开关的数据输出端分别与控制器连接，控制器的控制输出端通过伺服驱动器与电机连接，控制器的压力数据输入端与电控配产器连接，电控配产器设在井下过电缆封隔器下端的油管柱上；

所述电控配产器包括上密封头、上接头正反接箍、本体、下接头正反接箍及下密封头，所述的上接头正反接箍上下端分别与上密封头及本体上端相连接，本体及上接头正反接箍上开有彼此连通的桥式通道，下接头正反接箍上下端分别与本体下端及下密封头相连接，上密封头上端及下密封头下端分别设有第一密封装置及第二密封装置，本体上端连接有第一耐压外罩，第一耐压外罩上端连接有第二抗压外罩，第二耐压外罩上端固定有密封堵头，第二耐压外罩与密封堵头之间设有密封圈，密封堵头上部连接第三密封装置，第三密封装置上端通过电缆通道与第一密封装置连接，第三密封装置下端通过电缆通道与电路组件连接，电路组件通过电缆通道分别与电机组合、压力、温度传感器及第四密封装置连接，压力传感器通过压紧螺塞固定在本体外壁的凹槽中，第四密封装置通过电缆通道与第二密封装置连接；所述电机组合输出端连接有联轴器组件及传动轴，传动轴下端设有活塞。

所述光电开关为同轴反射式红外光电开关。

所述电机组合外侧设有电机罩。

所述联轴器组件下部的传动轴外部设有动密封组件。

所述控制器包括PLC、数据采集处理模块、显示器及输入模块。

本发明的有益效果：负荷传感器、编码器、光电开关及压力传感器将采集的抽油机运作数据传递给控制器，控制器通过分析和处理将所得数据以及需要调整的运行方式显示出来，并通过伺服驱动器控制电机运行方式、过程及内容，从而改善抽油机的工作，保持抽油机始终在良好状态下运行，电控配产器设置在井下，并且设有压力、温度传感器，对井下地层进行分层的压力、温度等数据采集与监测，控制器对井下数据分析处理后，可以对井下配产器的控制阀进行调节，使得单井的开采效率最优化，该发明提高了抽油机的工作效率，减少了操作工人的工作强度，同时为油藏工程分析提供了准确的地层数据，促进了油田科技的发展，为油田今后的前进提出了新的方向。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中电控配产器的结构示意图。

图中：1-光杆，2-负荷传感器，3-电机，4-编码器，5-减速箱，6-光电开关，7-控制器，8-电控配产器，9-过电缆封隔器，10-油管柱，11-上密封头，12-上接头正反接箍，13-本体，14-下接头正反接箍，15-下密封头，16-桥式通道，17-第一密封装置，18-第二密封装置，19-第一耐压外罩，20-第二耐压外罩，21-密封堵头，22-第三密封装置，23-电路组件，24-电机组合，25-压力、温度传感器，26-第四密封装置，27-联轴器组件，28-传动轴，29-活塞，30-电机罩，31-动密封组件。

具体实施方式

下面结合图1及图2对本发明作进一步说明，油田地面地下一体化采油智能控制装置，包括抽油机本体，所述抽油机本体的光杆1上设有负荷传感器2，从而测其抽油机的上、下载荷、绘制功图，抽油机本体的电机3输出轴上设有编码器4，用于检测电机转速及抽油杆位置，抽油机本体的减速箱5下端固定有光电开关6，用于计算驴头运行一周或半周的时间及冲程，所述负荷传感器2、编码器4、光电开关5的数据输出端分别与控制器7连接，控制器7的控制输出端通过伺服驱动器与电机3连接，各电感器将采集的数据传递给控制器7，从而使控制器更好的控制电机工作，控制器7的压力数据输入端与电控配产器8连接，电控配产器8设在井下过电缆封隔器9下端的油管柱10上，从而检测井下数据；

所述电控配产器8包括上密封头11、上接头正反接箍12、本体13、下接头正反接箍14及下密封头15，所述的上接头正反接箍12上下端分别与上密封头11及本体13上端相连接，在本次实施过程中，选择的连接方式为螺纹连接，本体13及上接头正反接箍12上开有彼此连通的桥式通道16，使下层油管中的液体在抽油机的作用下从桥式通道16中向上层流动，下接头正反接箍14上下端分别与本体13下端及下密封头15相连接，整体的对本体13起到保护的作用，上密封头11上端及下密封头15下端分别设有第一密封装置17及第二密封装置18，用于电力及数据的传输，电力及数据线路通过第二密封装置进入到下一级的过电缆封隔器9中，本体13上端连接有第一耐压外罩19，第一耐压外罩19上端连接有第二抗压外罩20，第二耐压外罩20上端固定有密封堵头21，对本体13上部的器件进行保护，第二耐压外罩20与密封堵头21之间设有密封圈，用于密封，密封堵头21上部连接第三密封装置22，第三密封装置22上端通过电缆通道与第一密封装置17连接，第三密封装置22下端通过电缆通道与电路组件23连接，电路组件23通过电缆通道分别与电机组合24、压力、温度传感器25及第四密封装置26连接，电路组件23控制电机组合24有规律的转动以及保证相应器件数据、电力的传输，压力、温度传感器25通过压紧螺塞固定在本体13外壁的凹槽中，用于检测压力、温度数据，第四密封装置26通过电缆通道与第二密封装置18连接；所述电机组合24输出端连接有联轴器组件27及传动轴28，电机组合24在联轴器组件27的作用下带动传动轴28转动，传动轴28下端设有活塞29，从而来实现地层液量开关的打开、关闭和固定开度。根据实验，其电控配产器处的油温与井下地层实际油温基本无差别，因而可以根据此处油温数据通过分析和处理实现对电机的有效控制；本实施方式是提供一种实施例，但并不表明本发明中的电控配产器8上仅限于设有压力传感器及温度传感器，可以根据井下的需要增减感应器件。

所述光电开关6为同轴反射式红外光电开关，检测抽油杆上限位置及冲程转换点；本次实施过程中采用同轴反射式，因为其反射的方式可为漫反射。

所述电机组合24外侧设有电机罩30，对电机组合24起到密封保护作用。

所述联轴器组件27下部的传动轴28外部设有动密封组件31，以便于对电路板组件和电机组件密封。

所述控制器7包括PLC、数据采集处理模块、显示器及输入模块，能够接收地面、地下的各项数据，对其智能分析处理并传达控制指令。

本发明的效果：对抽油机井下电控智能开采管柱的监控，通过电缆传输信号和电能，可以随时监测井下各层段压力、温度等数据，同时实现井下微型电机带动闸阀开关控制油层打开关闭动作，把部分含水高的油层堵死，并能自由调节，无需作业就可以把堵死的油层打开，进行单层段的定量配产；对抽油机井的监控：通过对井下示功图的实时监测，获得抽油机井的载荷、回压、电流等数据，以及抽油机电机的闭环控制，合理调节转速，自动找到最佳冲次；取得抽油机的相关参数和井下各层基础数据后，伺服控制器把井下管柱和地面抽油机控制相结合，根据监测数据进行分析，按照相应预设好的指令，无需人为干预的智能调测抽油机的相关参数和井下管柱各层的产量控制，达到抽油机井最佳的生产状态。

Claims (5)

1.油田地面地下一体化采油智能控制装置，包括抽油机本体，其特征在于：所述抽油机本体的光杆（1）上设有负荷传感器（2），抽油机本体的电机（3）输出轴上设有编码器（4），抽油机本体的减速箱（5）下端固定有光电开关（6），所述负荷传感器（2）、编码器（4）、光电开关（5）的数据输出端分别与控制器（7）连接，控制器（7）的控制输出端通过伺服驱动器与电机（3）连接，控制器（7）的压力数据输入端与电控配产器（8）连接，电控配产器（8）设在井下过电缆封隔器（9）下端的油管柱（10）上；

所述电控配产器（8）包括上密封头（11）、上接头正反接箍（12）、本体（13）、下接头正反接箍（14）及下密封头（15），所述的上接头正反接箍（12）上下端分别与上密封头（11）及本体（13）上端相连接，本体（13）及上接头正反接箍（12）上开有彼此连通的桥式通道（16），下接头正反接箍（14）上下端分别与本体（13）下端及下密封头（15）相连接，上密封头（11）上端及下密封头（15）下端分别设有第一密封装置（17）及第二密封装置（18），本体（13）上端连接有第一耐压外罩（19），第一耐压外罩（19）上端连接有第二抗压外罩（20），第二耐压外罩（20）上端固定有密封堵头（21），第二耐压外罩（20）与密封堵头（21）之间设有密封圈，密封堵头（21）上部连接第三密封装置（22），第三密封装置（22）上端通过电缆通道与第一密封装置（17）连接，第三密封装置（22）下端通过电缆通道与电路组件（23）连接，电路组件（23）通过电缆通道分别与电机组合（24）、压力、温度传感器（25）及第四密封装置（26）连接，压力、温度传感器（25）通过压紧螺塞固定在本体（13）外壁的凹槽中，第四密封装置（26）通过电缆通道与第二密封装置（18）连接；所述电机组合（24）输出端连接有联轴器组件（27）及传动轴（28），传动轴（28）下端设有活塞（29）。

2.根据权利要求1所述的油田地面地下一体化采油智能控制装置，其特征在于：所述光电开关（6）为同轴反射式红外光电开关。

3.根据权利要求1所述的油田地面地下一体化采油智能控制装置，其特征在于：所述电机组合（24）外侧设有电机罩（30）。

4.根据权利要求1所述的油田地面地下一体化采油智能控制装置，其特征在于：所述联轴器组件（27）下部的传动轴（28）外部设有动密封组件（31）。

5.根据权利要求1所述的油田地面地下一体化采油智能控制装置，其特征在于：所述控制器（7）包括PLC、数据采集处理模块、显示器及输入模块。

Images