有杆泵智能控制采油技术

有杆泵智能控制采油技术

摘要：有杆泵智能控制采油技术针对目前油井处于低效抽采状态以及设备老旧退化，系统效率低下等问题，整合了信息、自动化、智能化技术，建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件，对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测。经现场试验，该技术实现了预期目标，在提高系统效率，延长检泵周期，节约电能等方面都有很好效果，是有杆采油系统优化技术的新发展。

关键词：智能举升液面抽油机

一、前言

目前国内的早期油田，大部分油井都处于开采的中后期，由于不断的开采，油层压力不断下降，老油井、低渗透井出现供液不足等情况，使油井处于低效抽采状态；同时，由于抽吸系统及拖动装置常年运转，设备逐渐老旧退化，系统效率逐渐低下，造成能源浪费、设备损耗、维护费用增加等诸多问题。为此有杆泵智能控制采油技术针对该问题，整合了信息、自动化、智能化技术，建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件，对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测。经？现场试验，该技术实现了预期目标，在提高系统效率，延长检泵周期，节约电能等方面都有很好效果，是有杆采油系统优化技术的新发展。

有杆泵智能控制采油技术是光机电一体化和电子信息及通讯技

术相结合的高性能抽油机采油控制设备，是集电气传动、变频调速、

电子信息、自动控制、传感器测量、无线测量、远程通讯等技术于一体的高新技术，全面考虑井、机、杆、泵的综合因素，对抽油机实现全天候的实时测量、实时跟踪、实时控制、高效节能。智能控制技术包括两个实时概念：①实时监测，即采集井下动液面数据和/或示功图的能力；②实时控制，即通过自动执行机构控制抽汲强度的能力。

二、主要技术原理及功能

有杆泵智能控制采油技术准确把握抽油机运行中的几个重要监

控对象，即峰值电流、动液面、示功图、功率、转速、套压等参数，对抽油机实现真正的闭环控制和准确控制，做到时时测量、时时诊断、在线调参和及时处理问题。

1.本项技术包含四个子系统：

1.1数据采集系统，实现了抽油机井重要工况数据的时时在线检测，主要有峰值电流、动液面、示功图等；

1.2跟踪系统，对时时数据进行分析计算，在线动态跟踪油井的工作状态，快速解析出油井的峰值电流、动液面、负荷、效率等的变化规律；

1.3控制系统，通过速度检测传感器的回馈信号，确定最佳的运行参数，通过变频调速把抽油机控制在最佳工作点，使抽油机采油的系统效率始终保持在最佳状态；

1.4远程无线监控系统（gsm/gprs方式），实现远程测量、远程调速、远程控制，能够将油井的历史记录、运行工况等信息及时传

回到控制管理中心，实现远程防盗报警与故障报警等功能，直接将异常情况以短信的方式发送到管理者的手机上。

2.有杆泵智能控制采油技术主要功能：

2.1变频调速：设备主机可作为抽油机变频柜单独使用。

2.2在线测量：时时在线测量抽油机的所有参数（峰值电流、动液面、示功图、电压、功率、油压、套压等）。

2.3智能控制和人性化控制：自动跟踪工况，发现问题自动处理。配合gsm或gprs远程通讯功能，实现语音播报、短信提醒、异常工况及运行故障自动远程报警，自动停机。远程工作室控制，可人工参与远程调参、远程控制停机等。

2.4通讯功能：现场无线短距离通讯，gsm或gprs远程移动通讯。

2.5模块化：根据实际需要，随时选装任何功能模块。

2.6自动建立测控数据库：生成数据报表及曲线图，供数据查询、分析诊断等。

2.4节能增效。

三、解决的具体问题

1.延长检泵周期：及时调整生产参数，达到最佳生产运行点，减缓杆管磨损，延长杆、管使用寿命，延长检泵周期。

2.确定合理运行参数：通过单井的峰值电流、负荷、冲次数、液面、产液的关系曲线，优化抽油机设计，确定抽油机的合理工作参数。

3.避免事故：通过提前预防，减少抽油机负载突升、突降现象发

生，通过欠载、过载保护，避免安全事故发生。

4.报警：通过报警装置和gsm/gprs远程通讯单元，以手机短信方式，实现24小时的故障报警、防盗报警、安全报警。

5.避免烧泵：通过动液面监测，避免当油井沉没度较低时抽空、造成烧泵现象的发生。

四、主要技术指标

1.在保证产量的情况下，与工频运行相比，合理降频运行，平均综合节电10%以上；功率因数cosφ大于0.7，最高可达0.99；

2. 现场测量及gsm/gprs方式的远程无线测量，测量参数包括：2.1测动液面，不用炮枪和子弹，测量范围：50～2500米；

2.2测示功图，不停机；

2.3测套压；

2.4测冲次数；

2.5测运行电压、运行峰值电流、运行频率、有功功率。

3.现场控制及gsm/gprs方式的远程无线控制，控制内容包括：3.1变频调参，冲次数可连续调整，可调范围：工频冲次的20%～120%。

（注：工频50hz）；

3.2冲程速度比可调，可调为上快下慢或下慢上快；

3.3可远程控制停机。

4.gsm/gprs方式的信息远距离无线传输，参数包括：动液面、示功图、套压、冲次数、运行方式、运行电压、运行峰值电流、运行

频率、有功功率、电机利用率、系统效率、泵效等。

5.实现软启动，启动电流不超过额定电流；实现软拖动，运行电流不超过工频的1/2。

6.如果有流量计、含水仪等，有关数据可随本系统一起远程传输，自动录入数据库。

7.如果安装油压传感器，可实现偷油报警。

8.如果需要，可实现自动量油功能。

9.本系统可以分模块化安装、调试和运行。

五、应用情况

有杆泵智能控制采油技术实现数字化、网络化、集约化、可视化油井举升，全面考虑井、机、杆、泵的综合因素，对油井实现全天候的实时测量、实时跟踪、实时控制、节能增效。先后在辽河、冀东、大庆油田抽油机井上应用，截止目前各油田累计已有300余口抽油机井使用，已得到用户的认可。

实践结果表明：不同的油田，不同的井况，均能通过本系统的时时测量、远程传输与控制，均可达到很好得节能增效效果，并可解决抽油机井正常运行和日常管理中的不同问题，给油田各个层面带来不同的益处，深得用户的好评。另外，经过几年和几个冬季的实际运行，本技术产品各项功能正常、稳定可靠，完全适应北方寒冷的冬季。

参考文献

[1]万仁溥、罗英俊.采油技术手册（第四分册）[m].北京：石油