CN2914152Y - 智能采油控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能采油控制器，包括设置在油井内的传感器，传感器的输出端与放大滤波电路的输入端相连接，放大滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端相连接，模数转换电路的输出端与中央控制器的输入端相连接，中央控制器的输出端通过继电器与抽油机相连接。本实用新型通过智能控制器自动测知油井的实际工作参数，当抽油机处于相对轻载即半捞或空捞时停止工作，只有当油井内液体的蓄积量能够满足再次连续满抽的条件时，才启动运行，这样既保证抽油机有较高的充满度，减少低效和无效空抽，同时也使抽油机由固定不变的机械运行变为快速动态响应的智能运行，彻底解决油田空抽、低效率、做无用功等问题，达到降低抽油机的机械磨损与节约能源的目的。

Description

智能采油控制器

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，特别涉及一种用于抽油机节能自动控制的智能采油控制器。

背景技术

在石油开采过程中，为了保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常电动机的装机功率较大，其抽油冲次(单位时间内抽油次数)较高，而电动机正常工作时均以轻载运行，因此造成抽油机与电动机的荷载匹配不合理，加之油井逐渐老化，供液能力不断下降，抽油冲次不变，抽油机轻载工作中存在着不同程度的“泵空”和“干抽”情况，这种“大马拉小车”的现象不仅造成了抽油机功率因数的降低，抽油无效行程增加，浪费大量电能，而且使抽油设备损耗加大，维护费用增加。为此，人们曾尝试多种解决方案。

一、选择合适的电动机，改变油田“大马拉小车”的现象。在油田开发中，选择电动机功率主要考虑电机发热、过载能力和启动能力三个因素。对抽油机来讲，按抽油机平均负荷考虑电机发热确定的电动机，启动能力不能满足抽油机启动的要求，选用普通电机就要增大电机容量以增大启动能力，这就是造成“大马拉小车”的根源。所以采取措施可以改善这种状况，但不可能完全根除这个现象。

二、采用节能型电动机(或双速电动机)，在抽油机电动机启动完成之后，再输入较小的电功率来维持抽油机的连续运转。此种方案可以达到一定的节能效果，但不能解决抽空时对抽油机械的磨损和电能浪费的难题。该方法不是彻底解决抽空问题的方案。

三、采取就地无功补偿措施，即提高系统功率因数，达到节约能源的目的，但不能解决抽空时的机械损耗问题，而且有功损耗的节能效果并不是非常理想。

四、采用抽油机电动机调压控制器，它改变当前油田变负载电动机以恒定电压供电运行的不经济状况，能够跟随负载变化调整电动机的供电电压，从而使抽油机的整体运行效率得以提高。这样的控制方案可以达到相当好的节能效果，但是控制实现比较复杂，而且成本较高，系统稳定性很难达到抽油机全天候工作的要求，而且对解决抽油机的机械磨损问题效果不大。

五、采用定时工作方式，即固定时间使抽油机间歇工作。此方法解决了抽空时对机械的磨损与损耗。但时间的设定是一个难题，无确切依据来确定时间，使得油藏量达到满抽条件时，不能及时启动抽油机，只能造成油井产量下降。

而在石油开采的过程中，每一口井的地质参数都不相同，同一口井在不同时间的地质参数也是变化的，所以必须有一种智能控制器对各种油层变化进行智能的监测，对采油过程进行自动的控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种既可以保证抽油机有较高的充满度，不做无用功，减少低效和无效空抽，同时也使抽油机由固定不变的机械运行变为快速动态响应的智能运行，彻底解决油田空抽、低效率、做无用功等问题，达到降低抽油机的机械磨损与节约能源的目的的智能采油控制器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括设置在油井内的传感器，传感器的输出端与放大滤波电路的输入端相连接，放大滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端相连接，模数转换电路的输出端与中央控制器的输入端相连接，中央控制器的输出端通过继电器与抽油机相连接。

本实用新型在油井内还设置有与中央控制器相连接的温度传感器；中央控制器为DSP数字信号处理芯片。

本实用新型通过智能控制器自动测知油井的实际工作参数，当抽油机处于相对轻载即半捞或空捞时，使油机停止工作，只有当油井内液体的蓄积量能够满足再次连续满抽的条件时，抽油机才能在此启动运行，这样既可以保证抽油机有较高的充满度，不做无用功，减少低效和无效空抽，同时也使抽油机由固定不变的机械运行变为快速动态响应的智能运行，彻底解决油田空抽、低效率、做无用功等问题，达到降低抽油机的机械磨损与节约能源的目的。

附图说明

附图是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见附图，本实用新型包括设置在油井内的传感器1和温度传感器7，传感器1的输出端与放大滤波电路2的输入端相连接，本实用新型的放大滤波电路采用压控电压源二阶带通滤波电路，放大滤波电路2的输出端与模数转换电路3的输入端相连接，模数转换电路3采用ads7813模块，模数转换电路3的输出端与中央控制器4的输入端相连接，中央控制器4的输出端通过继电器5与抽油机6相连接，温度传感器7还与中央控制器4相连接，本实用新型的中央控制器4的CPU为高性能的DSP(数字信号处理)芯片，它区别于一般单片机最大的特点就是拥有超快的运行速度，执行一条指令仅需16.7-ns，为当前较为流行的16位196单片机的1/10。而且DSP为精简指令集CPU，几乎所有指令都为单周期指令，同时还具有并行运行指令和流水线的功能，所以，真正运行中DSP的运行速度是16位196单片机的50倍以上。如此高速DSP的应用，使得控制器的核心技术(软件)拥有一个高级的平台，使得控制系统动态响应速度更快，计算精度更高，控制性能更强大、更完善。

智能采油控制器采集传感器1的信号，进行放大滤波电路2和、模数转换电路3，中央控制器4的对采集来的数字信号建立相应的知识库，同时对被控对象的工作状态进行模糊逻辑推理和控制，使得智能采油控制器能够非常准确测知油井的实际工作参数。当油井的实际工作参数满足设定的条件时，首先根据设定的参数进入运行周期，在运行周期结束，进入停机周期之前，判断油井的实际工作参数是否满足设定的条件，满足，中央控制器4发出运行延时命令通过继电器5使抽油机6延时工作；否则，中央控制器4发出停机命令，抽油机6进入停机周期，电动机停止运行。在停机周期中，中央控制器4监测油井的工作情况，实际工作参数满足设定的条件时，中央控制器4发出开机命令，抽油机6开始工作。考虑到冬天气温较低，一旦抽油机6停止工作，输油管容易冻结，所以由温度传感器7检测环境温度，故在环境温度低于设定的门限值时，中央控制器4控制抽油机6运行，直到环境温度高于门限值。在整个运行过程中，将油井数据实时计录在存储器内，供操作人员在设定参数时参考。

本实用新型以现代的数字控制、智能高功效的采油方式。在不降低采油产量的情况下，使抽油机由固定不变的机械运行变为快速动态响应的智能运行，彻底解决油田空抽、低效率、做无用功等问题，不但大大降低了电能消耗，同时大大延长了采油设备的使用寿命，极大地降低了油田石油的开采成本。

Claims (3)

1、一种智能采油控制器，其特征在于：包括设置在油井内的传感器(1)，传感器(1)的输出端与放大滤波电路(2)的输入端相连接，放大滤波电路(2)的输出端与模数转换电路(3)的输入端相连接，模数转换电路(3)的输出端与中央控制器(4)的输入端相连接，中央控制器(4)的输出端通过继电器(5)与抽油机(6)相连接。

2、根据权利要求1所述的智能采油控制器，其特征在于：所说的在油井内还设置有与中央控制器(4)相连接的温度传感器(7)。

3、根据权利要求1所述的智能采油控制器，其特征在于：所说的中央控制器(4)为DSP数字信号处理芯片。

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