RU2246608C2 - Полностью автоматическое устройство для добычи нефти - Google Patents
Полностью автоматическое устройство для добычи нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246608C2 RU2246608C2 RU2002107672/03A RU2002107672A RU2246608C2 RU 2246608 C2 RU2246608 C2 RU 2246608C2 RU 2002107672/03 A RU2002107672/03 A RU 2002107672/03A RU 2002107672 A RU2002107672 A RU 2002107672A RU 2246608 C2 RU2246608 C2 RU 2246608C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- oil production
- electric motor
- controller
- hub
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 76
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/126—Adaptations of down-hole pump systems powered by drives outside the borehole, e.g. by a rotary or oscillating drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/02—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level
Abstract
Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при управлении процессом нефтедобычи. Устройство содержит осевую трансмиссию и мягкую ленточную систему подвески. Ось соединяет электрический двигатель с редуктором и соединяет редуктор и ведущую ступицу, посредством чего приводятся в действие трансмиссионные ленты. После присоединения ведомой ступицы и приспособления для подвески насосных штанг может присоединяться насосная штанга для приведения в действие скважинного нефтяного насоса. Ведущая ступица способна приводить в действие трансмиссионные ленты, в том числе соединенную с балансиром, работающим синхронно с работой скважинного нефтяного насоса в обеих направлениях. Также устройство содержит основание, кронштейн и платформу, контроллер для управления процессом добычи нефти, преобразователь, задающий трансформатор частоты, кодирующее средство абсолютных значений и тормозной блок. Указанные электрический двигатель, редуктор и ведущая и ведомая ступицы установлены на платформе. Контроллер через задающий трансформатор частоты, функционирующий как главный привод, соединен с электрическим двигателем. Контроллер связан с кодирующим средством абсолютных значений, способным отображать рабочие состояния и получать информацию о положении и угле вращения оси ведущей ступицы. Кодирующее средство абсолютных значений и тормозной блок составляют часть устройства для определения движения и торможения. Контроллер может содержать центральный процессорный модуль, модуль ввода-вывода и жидкокристаллический дисплей. Контроллер может быть соединен с кодирующим средством приращения, непосредственно получающим информацию об угле, положении и скорости вращения оси электрического двигателя. Изобретение направлено на повышение эффективности добычи нефти и на понижение потерь энергии. 2 з.п.ф-лы, 12 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к устройству для добычи нефти, а более конкретно к полностью автоматическому устройству для добычи нефти с цифровым управлением компьютерами.
В нефтяной промышленности существует проблема, состоящая в том, как сделать работу устройства соответствующей изменению нефтенасыщенности, и это является основным фактором, который влияет на добычу нефти. Если проблему успешно решить, добыча повысится. В противном случае она будет снижаться. В настоящее время в стране существует около 20 месторождений нефти и около 100000 механических устройств, работающих для добычи нефти. Появилось несколько типов энергосберегающих устройств, но они все еще приводятся в действие электрическим двигателем. Изменение скорости редуктором приводит в действие балансирный станок-качалку и насосную штангу под землей для добычи нефти. Устройства задерживают развитие способа из-за их физической конструкции. Они потребляют большое количество энергии. Эффективность низка, и механические потери очень велики. В целом, существует три основных проблемы, влияющие на работу традиционных устройств. Во-первых, балансирный станок-качалка работает так, что он преобразует вращательное движение в прямолинейное движение. Когда он работает, существует большая неуравновешенная сила. Возьмем в качестве примера устройство габарита 12. Неуравновешенная сила составляет 5 тонн. Механическое устройство совершает 6 циклов в минуту и более 4300 циклов за 24 часа. В ходе 24-часовой работы теряется большое количество энергии. С затратой такой энергии 5-тонный кран поднимает 5-тонный груз 4300 раз. Во-вторых, различная маслянистость подземных пластов вызывает изменения нефтегазонасыщенности и глубины нефтеносного слоя. Механические устройства не могут приспособиться к этим изменениям, и их эффективность составляет только около 20%. В-третьих, работа механического устройства не является логической по технике, поэтому реальная работа составляет только около 30%, и частота поломок устройств очень высока.
Целью настоящего изобретения является создание полностью автоматического устройства для добычи нефти, функционирующего под полным управлением компьютером и в новом режиме работы и с более логическим механизмом. Устройство достигает цели уменьшения потерь энергии и повышения эффективности добычи нефти.
В упомянутом соответствующем изобретению полностью автоматическом устройстве для добычи нефти применена конструкция осевой трансмиссии и мягкой ленточной подвески. Электродвигатель 17 соединяет редуктор 5 с осью, и редуктор 5 соединяет ведомую ступицу 7А с осью для приведения в действие трансмиссионных лент 10А и 10В. Когда ведомая ступица 7В соединяется с приспособлением 9 для подвески насосных штанг, будет присоединяться насосная штанга, и затем может приводиться в действие скважинный нефтяной насос 24. Когда электрический двигатель вращается вперед, добывается нефть. Когда электродвигатель вращается в обратном направлении, совершается возвратное движение.
Когда ведущая ступица 7А приводит в действие трансмиссионные ленты 10А и 10В, она также приводит в действие трансмиссионную ленту 11. Другой конец трансмиссионной ленты 22 соединен с балансировочным грузом 12, который работает синхронно, когда насос работает вперед или в обратном направлении. Это полностью автоматическое устройство для добычи нефти содержит основание 1 кронштейна 2 и платформы 3. Электрический двигатель 17, редуктор 5, ведущая ступица 7А и ведомая ступица 7В установлены на платформе 3. Электрический двигатель 17 и контроллер 20 управления процессом добычи нефти соединены через задающий трансформатор 18 частоты. Электрический двигатель 17 принимает команды, посылаемые программируемым контроллером 20 через задающий трансформатор 18 частоты, который работает как главный привод. Контроллер 20 управления процессом добычи нефти соединен с кодирующим средством 16 абсолютных значений, способным отображать рабочее состояние. Контроллер 20 управления процессом добычи нефти собирает информацию о положении и угле вращения оси ведущей ступицы. Часть слежения за движением и остановкой состоит из кодирующего средства 16 абсолютных значений и тормозного блока.
Согласно изобретению контроллер 20 управления процессом добычи нефти состоит из центрального процессорного модуля, модуля ввода-вывода и жидкокристаллического дисплея.
В этом полностью автоматическом устройстве для добычи нефти контроллер 20 управления процессом добычи нефти и кодирующее средство 15 приращения соединены, и контроллер 20 управления процессом добычи нефти также соединен с расходомером 19 нефти. Таким образом, контроллер 20 управления процессом добычи нефти собирает информацию о скорости вращения электрического двигателя с преобразователем и расходе нефти в добывающей трубе соответственно. Кодирующее средство 15 приращения получает информацию о положении, угле и скорости вращения оси электрического двигателя 17 непосредственным измерением. После запрограммированного контроля контроллером 20 управления процессом добычи нефти могут генерироваться команды управления. Команды управления могут управлять коммутацией электрического двигателя 17 и устанавливать и регулировать его вращательную скорость.
Полностью автоматическое устройство для добычи нефти работает посредством прямого балансирования нагрузки на подвесное средство грузом, и значения для этого получены точным вычислением компьютерами. Когда устройство работает, уравновешивающая сила может достигать свыше 90%, и может экономиться свыше 50% электроэнергии. В этом устройстве используется комбинация цифрового векторного преобразователя частоты, кодирующего устройства приращения и электрического двигателя с преобразователем в качестве привода, который, таким образом, может обеспечивать программируемый привод. В ходе работы устройство может регулировать его такт и частоту для приведения их к 100-процентному соответствию изменениям маслянистости, потока нефти и нефтеносных пластов. Оно может точно регулировать скорость работы при движении вверх или вниз для приспособления к подъему подвесного устройства нефтяной скважины таким образом, что эффективность добычи нефти будет повышаться. Компьютер так управляет устройством в условиях параметрической оптимизации, что все системы устройства могут работать непрерывно и надежно в течение долгого периода времени. Под управлением компьютера срок службы устройства эффективно продлевается, норма потерь, вызванных простоем частей, уменьшается, и стоимость этого устройства сокращается. Это изобретение имеет преимущества, состоящие в высокой допустимой нагрузке, ручном/автоматическом управлении с дальней связью, самодиагностике для обнаружения повреждений, автоматическом предупреждении и т.д. Это устройство может применяться в глубоких нефтяных скважинах, нефтяных скважинах с высоким содержанием влаги, скважинах с загустевшей нефтью и обычных нефтяных скважинах.
Описание чертежей:
фиг.1 изображает вид спереди конструкции этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.2 изображает вид справа конструкции этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.3 изображает вид балансировочного соотношения между нагрузкой и балансиром этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.4 изображает структурную схему соотношения пуска, величины хода, тактов перекачивания нефти и возвратного хода с насосной нагрузкой этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.5 изображает блок-диаграмму электрических схем управления этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.6 изображает блок-диаграмму принципа автоматического управления этим полностью автоматическим устройством для добычи нефти;
фиг.7 изображает вид спереди конструкции другого варианта выполнения полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.8 изображает вид справа конструкции другого варианта выполнения этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.9 изображает вид сбалансированного соотношения между нагрузкой и балансиром, соответствующим другому варианту выполнения полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.10 изображает структурную схему соотношения пуска, величины хода, тактов перекачивания нефти и возвратного хода с насосной нагрузкой другого варианта этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.11 изображает блок-диаграмму электрических схем управления другого варианта выполнения этого полностью автоматического устройства для добычи нефти;
фиг.12 изображает блок-диаграмму принципов автоматического управления другого варианта выполнения этого полностью автоматического устройства для добычи нефти.
Фиг.1, 2, 3 и 4 показывают конструкцию вышеописанного устройства. Принцип работы этого устройства предусматривает соединение источника 14 питания и трансформатора 18 частоты электрическими цепями, и с ними также соединен электрический двигатель 17. Когда включают питание, электрический двигатель 17 может вращаться вперед или в обратном направлении, при этом ось соединяет его с редуктором 5. Ось соединяет редуктор 5 с ведущей ступицей 7А так, что могут приводиться в действие трансмиссионные ленты 10А и 10В. Когда ведомая ступица 7В соединена с редуктором 5 и с приспособлением 9 для подвески насосных штанг, насосная штанга 8 будет приведена в действие, и начнет работать скважинный насос 24. Когда электрический двигатель вращается вперед, будет добываться нефть. Когда он вращается в противоположном направлении, будет совершаться возвратное движение. Когда электрический двигатель вращается вперед, расстояние перемещения называется величиной хода. Цикл вращения вперед и в обратном направлении называется тактами перекачивания нефти. Если пройден цикл, устройство добывает одну порцию нефти.
Когда ведущая ступица 7А приводит в действие трансмиссионные ленты 10А и 10В, она также приводит в действие трансмиссионную ленту 11. К другому концу трансмиссионной ленты 11 присоединен балансир 12. Когда скважинный нефтяной насос, приводимый в действие электрическим двигателем, работает вперед или в обратном направлении, для сохранения баланса балансир 12 будет работать синхронно с насосом. Кроме того, трансмиссионные ленты 10А и 10В могут заменяться цепями или тросами.
Контроллер 20 управления процессом добычи нефти принимает информацию о точном угле и положении вращения оси ведущей ступицы при помощи кодирующего средства 16 абсолютных значений. Кодирующее средство 16 передает сигналы положения в контроллер 20 управления процессом добычи нефти по электрическим цепям.
Контроллер 20 управления процессом добычи нефти передает программные команды трансформатору 18 частоты в соответствии с компьютерными программами. Преобразователь 18 частоты может приводить электрический двигатель 17, и устройство может выполнять функции остановки хода и регулирования хода.
Устройство содержит также основание 1, кронштейн 2, платформу 3, боковую направляющую 4 балансира, распределительную коробку 13, расходомер нефти и продуктовый трубопровод 21. На чертежах позицией 22 обозначено устье скважины, и позицией 23 обозначена нефть в нефтяной трубе под землей.
Трансмиссионные ленты 10А и 10В, приспособление 9 для подвески насосных штанг, насосная штанга 8, скважинный нефтяной насос 24, нефть 23 в нефтяной трубе (когда нефть в нефтяной трубе извлекают, сила трения составляет суммарную нагрузку на устройство), противовесная лента 11 и балансир 12 образуют противовесную систему этого устройства.
Редуктор 5 вращается с изменяемыми скоростями для того, чтобы электрический двигатель 17 мог приводить в действие грузовые ленты 10А и 10В, приспособление 9 для подвески насосных штанг, насосную штангу 8, скважинный нефтяной насос 24 и перемещать вверх нефть 23 в нефтяной трубе для ее извлечения. Одновременно имеет значение работа электрического двигателя 17. Для уменьшения мощности электрического двигателя 17 и уменьшения потребления энергии электрический двигатель 17 соединен с редуктором 5 и соединен с лентами 10А и 10В ведущей ступицей 7А. Одновременно в отрицательном направлении электрический двигатель соединен с противовесной лентой и балансиром 12, и когда электрический двигатель работает, формируется уравновешенное отношение подвешенной нагрузки и уравновешивающего груза. Таким образом достигается цель снижения потребляемой мощности электрическим двигателем и экономии электроэнергии.
Электрические цепи соединяют трансформатор 18 частоты и электрический двигатель 17, и преобразователь 18 частоты может принимать информацию о частоте и сигналы изменения тока от электрического двигателя, который работает под нагрузкой. Информация передается в программируемый логический контроллер для обработки. Посредством вычисления программируемый логический контроллер может получать данные о нагрузке для разных положений, когда электрический двигатель работает. Согласно этим данным могут выполняться обратные вычисления для получения необходимых данных о противовесе. Когда электрический двигатель работает под нагрузкой, посредством изменения вручную противовеса можно достигать 85%-100% равновесия, и может сберегаться свыше 80% энергии. То есть из всех устройств для добычи нефти это изобретенное полностью автоматическое устройство может добывать нефть с низким потреблением энергии, которое достигает минимального предела.
Кодирующее средство 15 приращения принимает сигналы об угловом положении и скорости вращения оси 8 электрического двигателя 17.
Контроллер 20 управления процессом добычи нефти принимает сигналы о скорости вращения, частоте и токе электрического двигателя 35 в преобразователь 18 частоты.
Контроллер 20 управления процессом добычи нефти принимает сигналы о добыче нефти устройством от расходомера 19 нефти.
В контроллере управления процессом добычи нефти после считывания информации, сохранения информации и обработки информации указанные выше принятые сигналы могут преобразовываться в новые программные команды для управления устройством.
Функции:
1. точное измерение нагрузки и измерение и регулирование противовеса устройства;
2. измерение параметра стартовой скорости устройства с нагрузкой;
3. измерение параметра величины хода устройства, работающего под нагрузкой;
4. измерение параметра тактов перекачивания нефти устройства, работающего под нагрузкой;
5. измерение параметра возвратного хода устройства, работающего под нагрузкой;
6. измерение параметра нагрузки при перекачивании устройства, работающего под нагрузкой.
Новые команды будут передаваться трансформатору 18 частоты для приведения в действие электрического двигателя 17 для его вращения так, чтобы достигать функции добычи нефти.
Принципы электрических цепей являются следующими.
1. Функцией кодирующего средства 16 абсолютных значений является определение хода устройства. Кодирующее средство 16 абсолютных значений способно непосредственно определять положения и углы, обнаруживая кодовые полоски ведущей оси устройства, и преобразовывать их в кодовые сигналы. После того, как контроллер 20 управления процессом добычи нефти обработает кодовые сигналы, генерируются команды "управления" и направляются в трансформатор 18 частоты. В соответствии с входной командой от контроллера управления процессом добычи нефти, трансформатор частоты приводит в действие электрический двигатель 17 так, что устройство может начать работу. В дополнение к этому может достигаться выявление положения приспособления 9 для подвески насосных штанг устройства и потребности в точной остановке работы.
2. Функцией кодирующего средства 15 приращения является определение скорости вращения и мощности электрического двигателя 17. Векторное кодирующее средство 15 способно непосредственно измерять скорость вращения оси электрического двигателя 17 и преобразовывать ее значение в кодовые сигналы. После того, как контроллер 20 управления процессом добычи нефти обработал кодовые сигналы, генерируются команды "управления" и посылаются в трансформатор 18 частоты. Согласно входной команде, выдаваемой контроллером управления процессом добычи нефти, трансформатор частоты приводит в действие электрический двигатель 17 так, что устройство может начинать работу. Таким образом, когда электрический двигатель вращается ровно вперед или в обратном направлении, нагрузка на подвесном устройстве может должным образом уравновешиваться, и электрический двигатель может точно реверсироваться с установкой и регулированием скорости вращения.
3. Функцией расходомера 19 нефти является измерение добычи нефти, извлекаемой в ходе каждого такта перекачки нефти.
Расходомер нефти может измерять добычу нефти из добывающей трубы в устье скважины и преобразовывать информацию в сигналы данных. После того, как контроллер 20 управления добычей нефти обработает сигналы данных, генерируются управляющие команды и посылаются в трансформатор 18 частоты. Согласно входным командам от контроллера управления процессом добычи нефти трансформатор частоты приводит в действие электрический двигатель 17 для начала работы устройства. Величина хода, такты перекачивания нефти и скорость вращения могут достигать требований максимальной добычи нефти.
4. Поскольку контроллер 20 управления процессом добычи нефти состоит из центрального процессорного модуля, модуля ввода-вывода и жидкокристаллического дисплея, он имеет оригинальные преимущества, заключающиеся в высокой скорости работы, большом объеме памяти, многих точках ввода и вывода и наличии некоторых стилизованных функций, относящихся к соединению и сообщению с преобразователем частоты. Существует несколько основных принципов работы. Во-первых, существует запоминающее устройство для хранения программ, в котором хранятся программы пользователя. Во-вторых, существует процессор, который может выполнять периодическое считывание программы. Когда начинается цикл считывания, процессор будет считывать все состояния сигналов, поступающих от входного конца, и сохранять их в области отображения процедуры для входных сигналов. Под управлением внутреннего счетного средства, средства записи двоичной информации и хронирующего средства процессор последовательно считывает программу. Процессор сохраняет новые состояния сигналов в области отображения процедуры для выходных сигналов. В конце цикла новые состояния информации могут посылаться на выходной конец.
Кодирующее средство 16 абсолютных значений, кодирующее средство 15 приращения и расходомер 19 нефти представляют сенсорное средство для определения рабочего состояния устройства. Сенсорное средство подает воспринятую информацию на вход запоминающего устройства для хранения программ контроллера управления процессом добычи нефти. После того, как программа считывания процессора обработает информацию, сенсорное средство будет посылать значения новых состояний сигналов в трансформатор частоты для приведения в действие электрического двигателя так, что устройство может начинать работать. Контроллер управления процессом добычи нефти может точно выполнять много задач. Он может управлять работой устройства и отображать рабочее состояние устройства. Программируемый контроллер может вносить поправки в параметры работы, такие как балансировка, пуск (нагрузка), величина хода, такты перекачивания нефти, возвратный ход и нагрузка при перекачивании. Он также имеет функцию защиты по паролю.
5. Трансформатор 18 частоты является главным приводом устройства. Он может обеспечивать точное реверсирование и ровное вращение вперед или в противоположном направлении электрического двигателя 17 так, чтобы соответствовать требуемой величине хода (вращению вперед) и возвратному ходу (вращению в обратном направлении) двигателя 17. Одновременно преобразователь частоты может быстро изменять частоту для точного изменения скорости вращения электрического двигателя, включая сверхнизкую скорость и сверхвысокую скорость. Он также имеет некоторые другие функции. Например, может устанавливаться существенный параметр, и его рабочее состояние может отслеживаться. Преобразователь частоты может приспосабливаться к изменению условий подъема подвесного устройства в нефтяной скважине и соответствовать техническим требованиям добычи нефти. Таким образом, в соответствии с разными условиями нефтяных скважин добыча нефти может осуществляться экономично и с высокой эффективностью.
Трансформатор частоты принимает команды "управления" от контроллера 20 управления процессом добычи нефти и в соответствии с командами приводит в действие электрический двигатель 17 для начала работы устройства для добычи нефти.
Работа электрических цепей в устройстве со ссылками на фиг.5 осуществляется следующим образом.
1. Установка скорости вращения, тока, при котором скорость вращения достигает мощности трогания и параметров начала работы, хода вверх, тактов перекачивания нефти и возвратного хода для начала работы устройства.
2. В ходе работы кодирующее средство 16 абсолютных значений, кодирующее средство 15 приращений, расходомер 19 нефти, трансформатор 18 частоты и электрический двигатель 17 воспринимают состояния всех сигналов устройства и затем посылают их значения в контроллер 20 управления процессом добычи нефти. В соответствии с конкретными требованиями работы устройства и рабочими условиями в нефтяных скважинах программируемый контроллер может получать параметры для работы устройства, при которых производительность устройства будет оптимальной. Затем новые состояния сигналов будут посылаться в трансформатор 18 частоты для приведения в действие электрического двигателя 17.
3. Устройство работает автоматически в соответствии с программами для новых состояний сигналов. При задании входных условий рабочей нагрузки устройства и рабочих условий нефтяных скважин эффективность добычи нефти может достигать наивысшего предела.
Если из-за изменения условий в нефтяной скважине эффективность добычи нефти изменяется, электронные схемы могут запустить вторую программу. Параметры программы для новых состояний сигналов будут генерироваться вновь для поддержания работы устройства с оптимальной эффективностью добычи нефти. Одновременно устройство должно поддерживать рабочие условия, при которых достигается максимальный предел экономии энергии.
Функцией тормозного блока 18.1 и тормозного сопротивления 18.2 является приложение торможения и использование электрической энергии в ходе управления реверсированием электрического двигателя и остановкой движения.
Команды управления работой устройства следующие:
1. цифровое значение стартовой скорости для начала работы;
2. цифровое значение скорости, при которой происходит выключение;
3. цифровое значение величины хода при работе;
4. цифровое значение продолжительности тактов перекачивания нефти при работе;
5. цифровое значение скорости возвратного движения при работе;
6. цифровое значение нагрузки при перекачивании при работе;
7. цифровое значение управления выключением насоса;
8. команды для выполнения программы защиты для управления перекачиванием;
9. команды предупреждения;
10. команды самозащиты.
Пример.
Команды для работы устройства следующие. Время пуска - одна секунда. Скорость вращения электрического двигателя переходит от 0 до 1380 за одну секунду. Величина хода составляет 6 м, и время такта добычи нефти составляет 3 секунды. Время остановки - одна секунда. Скорость вращения электрического двигателя уменьшается от 1380 до 0 за одну секунду. Время, величина хода и скорость при возвратном ходе аналогичны этим показателям при ходе вверх. Работа приводит к тому, что время одного извлечения нефти составляет 10 секунд, величина хода составляет 6 м, циклы перекачивания нефти проходят 6 раз в минуту, и за каждый цикл добывается 3 кг нефти.
Вариант 2 осуществления настоящего изобретения:
На фиг.8-12 показан другой вариант выполнения устройства для добычи нефти. В целом конструкция и принцип работы аналогичны показанным в первом примере. Отличие состоит в том, что в этом варианте кодирующее средство 15 приращения и расходомер нефти исключены. Поскольку кодирующее средство 15 приращения исключено, система управления переходит от управления с обратной связи к управлению без обратной связи. Поскольку расходомер нефти исключен, в системе управления нет параметра измеренного расхода нефти. На практике этот вариант дает преимущество уменьшения количества оборудования и снижения расходов. Недостатком является снижение точности работы электрического двигателя с преобразователем, и устройство не приспособлено к требованию точного управления скоростью вращения электрического двигателя на нефтяных скважинах с очень сложными рабочими условиями. Существует второй недостаток. Устройство не может точно вычислять объем добычи нефти, и это может влиять на регулирование точных параметров скорости пуска, скорости возвратного хода, величины хода и тактов перекачивания нефти.
Claims (3)
1. Полностью автоматическое устройство для добычи нефти, характеризующееся тем, что использует осевую трансмиссию и мягкую ленточную систему подвески, ось соединяет электрический двигатель 17 с редуктором 5 и соединяет редуктор 5 и ведущую ступицу 7А, посредством чего приводятся в действие трансмиссионные ленты 10А и 10В, после присоединения ведомой ступицы 7В и приспособления 9 для подвески насосных штанг может присоединяться насосная штанга 8 и, таким образом, может приводиться в действие скважинный нефтяной насос 24, при вращении электрического двигателя вперед добывается нефть, при вращении электрического двигателя в обратном направлении осуществляется возвратный ход, ведущая ступица 7А способна приводить в действие трансмиссионные ленты 10А и 10В и трансмиссионную ленту 11, другой конец трансмиссионной ленты 11 соединен с балансиром 12, работающим синхронно с работой скважинного нефтяного насоса вперед и в обратном направлении, при этом устройство для добычи нефти содержит основание 1, кронштейн 2 и платформу 3, электрический двигатель 17, редуктор 5, ведущая ступица 7А и ведомая ступица 7В установлены на платформе 3, электрический двигатель 17 с преобразователем и контроллер 20 управления процессом добычи нефти соединены через задающий трансформатор 18 частоты, электрический двигатель 17 способен принимать команды управления, посылаемые контроллером 20 управления процессом добычи нефти через задающий трансформатор 18 частоты, функционирующий как главный привод, и затем начинать работу, контроллер 20 управления процессом добычи нефти соединен с кодирующим средством 16 абсолютных значений, способным отображать рабочие состояния и, таким образом, способным получать информацию о положении и угле вращения оси ведущей ступицы, кодирующее средство 16 абсолютных значений и тормозной блок составляют часть устройства для определения движения и торможения.
2. Полностью автоматическое устройство для добычи нефти по п.1, отличающееся тем, что контроллер 20 управления процессом добычи нефти содержит центральный процессорный модуль, модуль ввода-вывода и жидкокристаллический дисплей.
3. Полностью автоматическое устройство для добычи нефти по п.1, отличающееся тем, что контроллер 20 управления процессом добычи нефти соединен с кодирующим средством 15 приращения и с расходомером 19 нефти соответственно, посредством чего он способен получать информацию о скорости вращения преобразователя частоты и расходе нефти в добывающей трубе соответственно, кодирующее средство 15 приращения способно непосредственно получать информацию об угле, положении и скорости вращения оси электрического двигателя 17 с преобразователем, после запрограммированного контроля программируемым контроллером вырабатываются новые команды управления, новые команды управления могут управлять реверсированием электрического двигателя 17, а также установкой и регулированием его скорости вращения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN99119243A CN1098965C (zh) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | 全自动采油机 |
| CN99119243.5 | 1999-08-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002107672A RU2002107672A (ru) | 2003-10-27 |
| RU2246608C2 true RU2246608C2 (ru) | 2005-02-20 |
Family
ID=5280789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002107672/03A RU2246608C2 (ru) | 1999-08-27 | 2000-08-25 | Полностью автоматическое устройство для добычи нефти |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6749017B1 (ru) |
| CN (1) | CN1098965C (ru) |
| AU (1) | AU6682000A (ru) |
| CA (1) | CA2389070C (ru) |
| RU (1) | RU2246608C2 (ru) |
| WO (1) | WO2001016487A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510971C2 (ru) * | 2007-04-09 | 2014-04-10 | Лафкин Индастриз, Инк. | Связь на месте в реальном времени через интернет с диспетчером скважины для постоянной оптимизации скважины |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7001157B2 (en) * | 2001-02-26 | 2006-02-21 | “Castles” Home Services Inc. | Well pumping unit driven by linear motor |
| US8083499B1 (en) | 2003-12-01 | 2011-12-27 | QuaLift Corporation | Regenerative hydraulic lift system |
| US8295166B2 (en) * | 2007-04-17 | 2012-10-23 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | High speed industrial control and data acquistion system and method |
| WO2010063171A1 (zh) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 陈达康 | 顶置塔架式数控抽油机 |
| US8851860B1 (en) | 2009-03-23 | 2014-10-07 | Tundra Process Solutions Ltd. | Adaptive control of an oil or gas well surface-mounted hydraulic pumping system and method |
| CN102220853A (zh) * | 2010-04-13 | 2011-10-19 | 河南长江石油机械有限公司 | 一种非对称运行的无游梁式煤层气抽采方法及其装置 |
| CN202249964U (zh) * | 2011-08-12 | 2012-05-30 | 温州华斯特环保设备有限公司 | 滑轮组件 |
| CN102943649A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-02-27 | 王毅 | 一种无游梁机械换向长冲程抽油机 |
| CN103163317A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 苏州能健电气有限公司 | 一种电机实际转速的测速装置和测速方法 |
| CN103573219B (zh) * | 2012-07-31 | 2016-05-11 | 新疆敦华石油技术股份有限公司 | 一种抽油机自动变频装置及方法 |
| CN103032052B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-08-26 | 邱永安 | 飞轮储能抽油机 |
| CN103410479B (zh) * | 2013-08-13 | 2016-02-10 | 福建省意科电气科技有限公司 | 一种抽油机双驱机构 |
| CN103744312A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 西安航天远征流体控制股份有限公司 | 一种抽油机智能节能控制器 |
| CN104832153A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-08-12 | 辽宁师范大学 | 油田采油井出油计量器 |
| CN104763381A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-08 | 西安合远能通科技有限公司 | 竖井抽油机系统 |
| US10443362B2 (en) * | 2015-05-26 | 2019-10-15 | Baker Hughes Incorporated | Systems and methods for controlling downhole linear motors |
| CN105145236A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-12-16 | 广西南亚热带农业科学研究所 | 山黄皮沙床育苗方法 |
| CN105134139A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-09 | 西南石油大学 | 一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置 |
| CN105221116B (zh) * | 2015-11-03 | 2018-05-08 | 西南石油大学 | 一种曲柄平衡自动调节装置 |
| CN106194125A (zh) * | 2016-09-14 | 2016-12-07 | 赵国祥 | 无游梁抽油机节能动力系统 |
| CN108825176B (zh) * | 2018-05-30 | 2023-09-29 | 置普装备（北京）有限公司 | 海上抽油机自动控制井下防喷安全阀泵的方法及控制系统 |
| CN108894752A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 胜利油田高原石油装备有限责任公司 | 一种链条传动抽油机变速可控系统及工作方法 |
| CN109915078B (zh) * | 2019-03-13 | 2021-07-20 | 西安建筑科技大学 | 一种油井抽油机智能刹车系统及其控制方法 |
| CN110847885B (zh) * | 2019-10-22 | 2023-03-17 | 冯祎诺 | 一种基于皮带式抽油机运行状态监测装置及方法 |
| CN110939410A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-31 | 张海涛 | 一种用于皮带式抽油机的速度保护控制器 |
| CN112502698B (zh) * | 2020-12-21 | 2023-05-26 | 方永和 | 一种抽油机井变频干扰通信装置及其通信方法 |
| CN112783055B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-07-19 | 西安华瑞网电科技股份有限公司 | 一种游梁式抽油机悬点载荷的在线软测量方法及装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2519689A1 (fr) | 1982-01-12 | 1983-07-18 | Elf Aquitaine | Installation pour la mise en essai d'un puits au moyen d'une pompe immergee et procede pour sa mise en oeuvre |
| US4693171A (en) * | 1982-12-14 | 1987-09-15 | Otis Engineering Corporation | Position responsive valve control for hydraulic cylinder |
| US4665761A (en) | 1985-03-19 | 1987-05-19 | North China Petroleum Machinery Repairing Plant | Long stroke pumping unit |
| US4651582A (en) | 1986-01-27 | 1987-03-24 | Bender Emil A | Counterbalanced pumps |
| CN1007997B (zh) * | 1987-05-15 | 1990-05-16 | 兆文清 | 无游梁长冲程抽油机 |
| CN87216773U (zh) * | 1987-12-21 | 1988-09-07 | 钟有学 | 滚筒式抽油机 |
| US5027666A (en) * | 1989-12-29 | 1991-07-02 | Conoco, Inc. | Compact counter balanced pump jack |
| CN2068607U (zh) * | 1990-02-09 | 1991-01-02 | 严增寿 | 双摆式长冲程抽油机 |
| CN2112684U (zh) * | 1991-05-29 | 1992-08-12 | 机械电子工业部郑州机械研究所 | 长冲程台架式滚筒抽油机 |
| US5432709A (en) * | 1992-05-15 | 1995-07-11 | Vollweiler; Timothy J. | Computer control system for portable self-contained ground water testing assembly |
| CN1032553C (zh) * | 1992-06-27 | 1996-08-14 | 北京市西城区新开通用试验厂 | 一种游梁式抽油机的数控动力装置 |
| CN1031354C (zh) * | 1992-07-05 | 1996-03-20 | 胜利石油管理局采油工艺研究院 | 链条式长冲程抽油机 |
| US5941305A (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-24 | Patton Enterprises, Inc. | Real-time pump optimization system |
-
1999
- 1999-08-27 CN CN99119243A patent/CN1098965C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-08-25 WO PCT/CN2000/000249 patent/WO2001016487A1/zh active Application Filing
- 2000-08-25 US US10/069,712 patent/US6749017B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-25 CA CA2389070A patent/CA2389070C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-08-25 RU RU2002107672/03A patent/RU2246608C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-08-25 AU AU66820/00A patent/AU6682000A/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510971C2 (ru) * | 2007-04-09 | 2014-04-10 | Лафкин Индастриз, Инк. | Связь на месте в реальном времени через интернет с диспетчером скважины для постоянной оптимизации скважины |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001016487A1 (fr) | 2001-03-08 |
| CA2389070C (en) | 2010-01-26 |
| CA2389070A1 (en) | 2001-03-08 |
| CN1286357A (zh) | 2001-03-07 |
| US6749017B1 (en) | 2004-06-15 |
| CN1098965C (zh) | 2003-01-15 |
| AU6682000A (en) | 2001-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2246608C2 (ru) | Полностью автоматическое устройство для добычи нефти | |
| US8851860B1 (en) | Adaptive control of an oil or gas well surface-mounted hydraulic pumping system and method | |
| CA2890587C (en) | Apparatus and method of referencing a sucker rod pump | |
| CN103885367B (zh) | 一种基于最佳冲次辨识的抽油机智能控制系统及方法 | |
| CA2896907C (en) | Mobilized tail bearing pumpjack | |
| CN105672950A (zh) | 智慧型节能抽油机及其自动控制方法 | |
| CN111810126B (zh) | 提高游梁式抽油机泵效的自动控制设备和方法 | |
| CN111173500A (zh) | 油田抽油机工况无线数据采集与监控系统 | |
| CN103233721B (zh) | 游梁式抽油机地面机械系统动态定位方法及装置 | |
| CN201003394Y (zh) | 供液不足井间歇抽油控制器 | |
| CN103244078B (zh) | 游梁式抽油机数控系统装置 | |
| CN203463045U (zh) | 自动井架工回转机构的控制装置 | |
| CN100519985C (zh) | 摆式平衡智能控制抽油机 | |
| CN203188981U (zh) | 游梁式抽油机数控系统装置 | |
| CN100513739C (zh) | 差平衡压力抽油机 | |
| CN114737923B (zh) | 游梁式抽油机曲柄定位系统 | |
| CN114382447A (zh) | 抽油机间抽智能控制方法及装置 | |
| US20220228473A1 (en) | Sucker rod pump automated control method and system | |
| CN112412403B (zh) | 一种使用盘式电机抽油机间抽期幅摆运行自控方法 | |
| Zyuzev et al. | SRPU balance monitoring by wattmeter card | |
| US20220290536A1 (en) | Systems and Methods for controlling a vertical pumping unit | |
| CN111810125A (zh) | 一种游梁式抽油机皮带监测方法和装置 | |
| CN204002732U (zh) | 游梁式抽油机双反馈闭环变频调速节能控制装置 | |
| CN209458094U (zh) | 一种油井智能抽油控制系统 | |
| CN203188979U (zh) | 数字式游梁抽油机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180826 |