抽油机井智能间抽控制技术及其方案解析

抽油机井变速运行智能控制技术应用及推广摘要：抽油机井闭环控制技术是为了实现抽油机井的供排协调智能排采，为了解决低产低效井存在产液波动，人工调整工作制度无法适应油井供液能力变化的问题，研发了变速运行智能控制技术，该技术在原有供排协调技术的基础上，进一步降低油井运行能耗，持续提高系统效率、是实现抽油机井智能排采的又一重要技术。

关键词：抽油机井；变速运行；控制技术一、技术分析1、主要技术原理⑴大闭环调冲次控制技术原理及应用大闭环调冲次供采协调技术是通过安装抽油机井变频控制柜、示功图、电参数传感器，RTU及远程通讯模块，实现现场采集抽油机井示功图及电功率曲线，通过远程通讯模块上传至局域网内的集中分析控制平台，由服务器进行分析计算后将调参信息反馈给单井控制单元，控制单元调整变频器输出频率，从而实现油井远程调参、供采协调的目的。

控制参数为动液面，数据来源为示功图计算结果，采集频率一般为1小时一组数据，需要网络支持。

⑵小闭环控制技术原理及应用为了解决无网络覆盖的边零井的智能排采问题，研发了小闭环控制技术，该项技术是将大闭环控制技术中安装在服务器上的平台软件分析计算功能移植到了单井PLC上，无需网络传输，可以实现单井井场的实时采集和就地分析计算反馈，控制变频实现调参。

控制参数为动液面，数据来源也是示功图计算结果，采集频率可调，需要PLC具备闭环计算分析功能。

⑶变速运行智能控制技术原理及应用抽油机井变速运行控制技术是根据悬点的载荷变化，结合光杆运行速度与加速度的控制，消除杆柱惯性载荷的影响，通过降速增加电机输出扭矩实现功率输出曲线“削峰填谷”的形态，通过载荷随动控制实现抽油机电机的变速运行输出，从而改善杆柱受力状况，提高井下泵的充满系数、实现低能耗长效运行。

闭环控制参数为井口产液量，采集频率为每一冲次，需增加变速运行控制模块，可嵌入大、小闭环控制装置，实现变速运行智能控制。

2、适用条件抽油机井变速运行智能控制技术适用于游梁式抽油机电机的变速驱动，适应电机类型为：永磁同步电动机、普通三相异步电动机、超高转差电动机。

在油田抽油机中自动化控制技术的应用分析摘要：在油田企业进行进行开采和勘探的过程中，涉及使用比较多的专业设备，其中抽油机是油田开采中重要的一种采油操作设备，直接影响着油田勘探和开发效率。

随着我国经济的快速发展，对于提高油田开采效率的要求越来越高，传统的抽油机已经不能满足当前油田开采生产工作的需求。

随着自动化控制技术的在油田开采中的应用，使得抽油机位移与荷载及相关参数得到了有效监控，直接提升了油田采油工作的效率。

因此，加强在油田生产中加强自动化控制技术在抽油机中的应用，对于油田企业提高经济效益尤为重要。

本文首先对抽油机自动化控制系统的构成进行了详细的分析，然后对自动化控制技术在油田抽油机中的具体应用进行了全面阐述，以提升油田的勘探与开发效率，实现油田生产效益的提高。

关键词：油田；抽油机；自动化；控制技术随着我国经济的高速发展，对于能源的消耗和原料的要求越来越高，对于石油的依赖性越来越大，就需要油田企业提高采油效率。

因此，在进行油田勘探与开采过程中，必须实现较大程度的节本增效，油田企业才能实现较高的经济效益，也就要求油田企业实现精细化勘探开发。

抽油机作为油田勘探与开发过程的关键设备之一，占据着油田开采能源消耗的极大比例，为此必须提高抽油机应用的技术含量，而自动化控制技术在抽油机中的有效应用能够实现对抽油机运行效率的大幅提升，进而提高才有作业效率。

因此，对于油田开采而言，加强自动化控制技术在抽油机中应用水平，充分地将节能技术、监控技术、变频技术等进行综合运用，实现对抽油机运行的智能化控制与智能化诊断。

一、油田抽油机自动化控制系统的组成油田生产装置中的增压站站控系统与远程终端控制器，是抽油机自动化控制系统两大组成部分，主要包括6个方面的子系统：①传感器系统：主要设备包括有电流互感器、荷载、位移传感器等，系统的主要作用是对抽油机的电流参数、位移、荷载等进行收集、传输，为自动控制系统提供相关数据信息；②变频器系统：变频器的应用主要在于对抽油机运行的电流频率进行调整，进而实现对电动机转速进行合理调整，达到提升抽油机工作冲次的作用；③井口远程终端控制器：主要是对传感系统传递出来的抽油机状态、位移、荷载以及电流参数等进行接收、收集、存储，借助控制软件的辅助作用，对抽油机运行平衡最佳冲次进行准确计算，并与通讯系统连接，进行数据交换，进而实现对整体系统与控制系统的有效连接，确保自动化控制系统控制作用的有效发挥；④平衡调节系统：该系统主要包括有平衡臂、平衡块、丝杠等组成结构，主要是根据接收到井口远端终端控制器传递信号对平衡块力臂进行调节，确保抽油机时刻处于动态平衡状态，保持较高的运行效率；⑤远程启停系统：远程启停系统主要是用于对站控系统各项命令的接收、执行，实现对抽油机的动态平衡进行调整；⑥通讯系统：该系统主要发挥数据传输渠道作用，实现对抽油机运行相关各类信息的高效传输，通过井口远程终端控制器与无线模块连接，实现串口联网服务器与无线模块串口信号之间的准确、高效转换，将模拟信号模式转换为TCP/IP格式，进而通过无线网端的连接作用实现与增压站系统通讯的连接目的。

抽油机不停机间歇采油技术分析科技在不断的发展，社会在不断的进步，我国的油田工程想要进一步进行开采，抽油机不停机间歇采油技术是其中的关键，在抽油机不停机间歇采油技术中，以增加杆柱的弹性为基础，通过曲柄进行摆动运动。

通过抽油机不停机间歇采油技术有效的提升精细化管理，达到节能减排的目的。

标签：抽油机不停机;间歇采油;技术分析引言抽油机不停机间歇采油技术是将原本通过多次分散式采油的方法转变为长周期的方法，使其进行整周运动，并以低能耗的小角度运行。

解放大量的劳动力，降低开采成本，从而改善我国石油开发的效率问题。

所以，对抽油机不停机间歇采油技术的发展与优化具有重要的意义，应该得到政府部门的高度重视。

1 技术原理及特点抽油机不停机间歇采油技术，采用电机驱动力无突变光滑介入和全程均匀分布的驱动控制方式，不抽汲时，抽油机曲柄在指定或允许的范围内完成无冲击柔性往复摆动式的运行，一直保持“秋千式”小幅摆动運行形态，用地上摆动而地下不动的方式取代传统间抽生产中的停机静止等待方式，同时传统间抽方式下的静止中启动过程被两种运动方式间的动态转换过程所取代，直接消除了产生启动安全隐患的机会，扫除了无人值守自动间抽生产方式的主要障碍;抽汲时，通过曲柄多次往复摆动方式积累系统势能，借助势能向动能的释放转换作用使电机达到正常转速，直接跨越了电机主动启动加速阶段，消除了启动冲击，使得无论多么密集的间歇启抽均不会造成设备损伤和电网冲击，具有启抽过程负荷轻、无冲击、无损伤的特性，同时集中抽汲生产阶段采用较高的工作制度（泵径、冲程和冲次），使抽汲阶段具有良好的泵效与系统效率，并且集中抽汲期可以采用工频直通驱动，明显降低了对电机驱动器装机功率的要求。

2 间歇采油与其开发原理2.1 间歇采油概念首先油田的开采过程中，我们的预想情况和实际情况之间一定会存在差异，油井之间会因为地层条件、下泵深度、流体压力等数据参数的不同，造成不同油井之间的下降情况、动液面等都存在着一定的差异，每个油井之间的抽油时间、原油量、额定时间内产油量也都是不一样的。

常州大学继续教育学院毕业论文（设计说明书）（2010 届）题目：抽油机智能间采控制方法研究学号：姓名：联系电话：专业班级：指导教师：完成时间：2012 年 4 月20 日摘要该文通过对地层渗流压力变化和自适应模糊控制算法的原理进行细致的分析研究，针对抽油机间抽制度难于确定、不便于执行的缺点，从分析地层压力变化及抽油机电流变化入手，结合自适应模糊控制算法，阐述抽油机智能间抽原理。

最后通过对实践数据的分析与论证，摸索出油井间开规律，为有效执行抽油机井间抽制度、提高泵效、节约电量、延长机杆使用寿命提供了一条新思路。

关键词:智能间抽；自适应；节能降耗；控制系统；数学建模；目录目录............................................................................. 错误!未定义书签。

摘要.. (1)1 引言......................................................................... 错误!未定义书签。

2 系统需求分析及工作原理 .................................... 错误!未定义书签。

3 理论分析................................................................. 错误!未定义书签。

3.1 油井压力降落曲线、压力恢复曲线及压力动态变化的理论描述错误!未定义书签。

3.2 井压力恢复曲线的理沦描述.......................................... 错误!未定义书签。

3.3 油井压力动态变化曲线的理论描述.............................. 错误!未定义书签。

4 自适应模糊控制建模 ............................................ 错误!未定义书签。

油井抽空电力智能控制系统设计方案1引言目前，中国有8万多口有杆抽油系统油井，每年新增约5000口油井。

在这些油井的生产成本中，抽油机的能耗一直占相当大的比例，特别是对于低产井和层间井，抽油机的能耗直接决定着油井开发方案的制定和实施。

由于油层原油储量减少，生产过程中出现含水上升、供液不足的现象。

这两种情况的直接后果是每吨生产能耗的增加和抽油机摩擦维护成本的增加。

间歇萃取是解决上述问题的好方法。

其设计思想是在油井所在储层的原油被收集和填充时进行开采，以解决抽放和高含水问题。

如何准确识别和判断地下原油的聚集状态已成为实现设计理念的关键。

我们设计的油井抽油动力智能控制系统可以分析抽油机驱动电机供电参数的变化，即判断抽油机是否处于抽油和高含水状态，从而确定抽油机的启停时间和周期，减少抽油机的反应操作时间和机械磨损，达到节能降耗，提高采油效率的目的。

2油井抽放智能控制原理2.1抽油机抽放状态识别抽油杆所承受的负荷变化与液击和泵抽空的产生有直接关系。

因此，只要准确检测出抽油杆所承受的负荷变化就可以正确识别油井发生液击和泵抽空的状态，并通过检测拖动抽油机的电机输入功率的变化进行判断。

异步电动机运行时必须从电网中吸收无功功率，这是因为异步电动机的励磁电流必须由电源提供。

故它的功率因数cosφ永远小于1。

电动机空载时功率因数很低，约等于0.2。

当输出功率增加时，定子电流中的有功分量增加，因此功率因数提高；当接近额定负载时，功率因数最高。

因此，电机功率因数cosφ的变化可以间接反映出抽油杆所承受的负荷变化。

图1液锤前后功率因数积分随时间的变化图1是某油井24小时内一个冲程周期内功率因数的积分值随时间变化的图形一(节选了其中出现抽空的部分)，其间曾出现了两次液击现象，对应于功率因数较高的部分。

从这个图形我们很容易辨别出液击现象发生的时间。

虽然，这个数值随时间也存在一些波动，但发生液击后的变化是明显的，利用计算机的数字滤波技术，很容易准确判断出油井发生液击。

抽油机数字化控制技术随着现代化、信息化的不断发展，各个企业的生产规模也不断扩大，使得我国能源需求量与消耗量呈显著上升趋势。

石油作为能源的重要组成部分，随着经济技术的不断发展，也不断发展，并逐渐形成了系统化的产业链。

抽油机，作为石油工业中重要机械设备，也开始向数字化不断迈进，并逐渐实现了智能化操控，对于施工难度大、安装复杂工作的处理，具有显著优势。

本文从数字化抽油机的系统结构出发，简述数字化抽油机控制技术。

标签：抽油机;数字化;数字化控制技术;采油工艺引言：市场经济不断发展，无论是我国的社会形势，还是国际化的经济格局，都处在动态变化之中。

不断有新兴产业兴起。

而石油作为基础能源，其需求随着企业规模及数据总量的扩大，不断增加。

促使石油产业不断发展，技术更迭速度也逐渐增加。

而现代信息技术的发展，使得石油产业也逐渐实现了自动化与数字化。

利用先进的技术及设备，也使得石油开采工作的效率逐渐提升，为石油企业工作效率提升创造了坚实基础。

一、抽油机控制系统构成数字化油田控制系统，主要包括变频器、平衡调节装置、传感器及终端控制等基础功能构建。

变频器主要发挥电流调平作用，还可以控制抽油机的电机速度，进而控制其冲次。

还可以使电机软启动。

传感器则主要发挥数据收集功能，能够动态化的采集抽油机的工作数据，如载荷等。

启停模块则主要对信息系统接收站下达的各项指令进行分析，从远程控制抽油机的启停。

平衡装置同样控制抽油机的启停，但其主要针对的是平衡块力臂[1]。

井口远程终端，则主要用于接收信息，并完成信息的传输。

站控信息系统，是将信息收集后，进行数据分析的软件，还可计算出石油的最终产量。

二、数字化抽油机控制技术（一）平衡调节抽油机是否处于平衡状态，一般无法实时显示，但是抽油机自动化控制系统可以实现对其的动态监测[2]。

抽油机的系统调节一般采用手动调节与自动调节两种方式，具体操作方式如下，手动调节是可以将平衡调节旋钮调整到手动位置，需要伸长，则向远离驴头方向旋转，而需要缩短在，则需靠近驴头方向旋转。