抽油機衝次、平衡實時智能調整方法及其裝置的製作方法

2023-09-22 14:57:15 3

專利名稱：抽油機衝次、平衡實時智能調整方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田數位化建設、管理領域，特別涉及一種抽油機衝次、平衡實時智能調整方法及其裝置。
背景技術：
抽油機是開採石油的一種機器設備，俗稱「磕頭機」，通過加壓的辦法使石油出井。其中，「衝次」是指在抽油機井中，抽油杆每分鐘上下往復運動的次數。傳統上的抽油機衝次、平衡的調整方法，按照如下步驟進行:首先，需要員工到現場實測油井功圖和電流；然後，根據測試功圖和電流情況分析判斷油井工作制度是否合理、抽油機是否平衡；再通過更換皮帶輪對衝次進行調整，通過增減平衡塊對抽油機平衡進行調整。受傳統上的抽油機衝次、平衡的調整方法的限制，該方法存在測試不連續、分析處理周期長、員工勞動強度大、工作效率低、無法實現無級調參的缺陷，以及人力、物力、財力費用大，安全風險高等問題。

發明內容
為了克服上述現有技術中存在的測試不連續、分析處理周期長、員工勞動強度大、工作效率低、無法實現無級調參，以及人力、物力、財力費用大，安全風險高等問題，本發明實施例提供了一種抽油機衝次、平衡實時智能調整方法及其裝置。所述技術方案如下:一種抽油機衝次、平衡實時智能調整方法，所述方法包括:步驟100，建立油井工況動態分析系統，並實時獲得實際系統效率n!；步驟200，建立基準資料庫，根據經驗設定不同參數下的給定系統效率nQ ;步驟300，比較實際系統效率Il1是否小於給定系統效率nci，如果是，執行步驟400，如果否，執行步驟500 ；步驟400，通過比較實際系統效率1和給定系統效率n。，優選兩者較大者下的參數值，並執行步驟600 ；步驟500，如果實際系統效率Il1優於給定系統效率Htl，就將此時的實際狀態參數保存在基準資料庫；步驟600，根據步驟400比較優選後的參數進行抽油機的衝次、平衡優化，優化後，重複步驟100進行下一個循環，通過步驟100-步驟600的不斷地自學習，使抽油機最終保持在一高效、穩定的系統效率下運行。具體地,所述步驟100具體包括:全天候不間斷地對所轄區塊內油井的運行狀況進行實時監測，每十分鐘實時採集功圖數據，並進行產液量計算的步驟；以及，建立電參 數數據採集系統，實時採集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素等參數，將實時採集的大量數據存儲在專用資料庫中的步驟。
具體地，所述步驟600中抽油機的衝次按照公式(4)進行調整:公式(I)泵效與衝次關係，
權利要求
1.一種抽油機衝次、平衡實時智能調整方法，其特徵在於，所述方法包括: 步驟100，建立油井工況動態分析系統，並實時獲得實際系統效率Il1 ； 步驟200，建立基準資料庫，根據經驗設定不同參數下的給定系統效率II。； 步驟300，比較實際系統效率η 1是否小於給定系統效率Π C1，如果是，執行步驟400，如果否，執行步驟500 ； 步驟400，通過比較實際系統效率Il1和給定系統效率Hci，優選兩者較大者下的參數值，並執行步驟600 ； 步驟500，如果實際系統效率Il1優於給定系統效率Π C1，就將此時的實際狀態參數保存在基準資料庫； 步驟600，根據步驟400比較優選後的參數進行抽油機的衝次、平衡優化，優化後，重複步驟100進行下一個循環，通過步驟100-步驟600的不斷地自學習，使抽油機最終保持在一高效、穩定的系統效率下運行。
2.如權利要求1所述抽油機衝次、平衡實時智能調整方法，其特徵在於，所述步驟100具體包括: 全天候不間斷地對所轄區塊內油井的運行狀況進行實時監測，每十分鐘實時採集功圖數據，並進行產液量計算的步驟； 以及，建立電參數數據採集系統，實時採集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因素等參數，將實時採集的大量數據存儲在專用資料庫中的步驟。
3.如權利要求2所述抽油機衝次、平衡實時智能調整方法，其特徵在於，所述步驟600中抽油機的衝次按照公式(4)進行調整: 公式(1)泵效與衝次關係，
4.如權利要求1-3任一項權利要求所述抽油機衝次、平衡實時智能調整方法，其特徵在於，所述步驟600中抽油機的平衡，是指當電流平衡度在80% 120%以外，功率平衡度在< 50%時，需要進行調整，其中，
5.應用於權利要求1-4任一項權利要求所述抽油機衝次、平衡實時智能調整方法的裝置，其特徵在於，所述裝置包括功圖法油井計量裝置、電參數據實時採集裝置和數位化抽油機集成控制裝置及絲槓調平衡裝置，其中， 所述功圖法油井計量裝置安裝在所述抽油機上，所述功圖法油井計量裝置用於全天候監控所述抽油機的工況，每十分鐘採集一張示功圖，並進行計算分析，得到油井實時液量和工況診斷結果； 所述電參數據實時採集裝置與所述抽油機相連，所述電參數據實時採集裝置用於實時採集三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數等參數，並將採集參數傳送給所述功圖法油井計量裝置； 所述數位化抽油機集成控制裝置與所述抽油機相連，所述數位化抽油機集成控制裝置通過接收所述功圖法油井計量裝置發出的衝次調整執行方案，調整抽油機的電機頻率，實現抽油機衝次的實時自動調整； 所述絲槓調平衡裝置設置在所述抽油機上，所述絲槓調平衡裝置設置通過接收所述功圖法油井計量裝置發出的平衡調整方案，調節所述絲槓調平衡裝置，實現抽油機平衡的實時自動調整。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述絲槓調平衡裝置包括控制系統、固定梁、支座、絲槓、調節機構、旋轉梁、平衡塊，其中，所述控制系統通過連杆機構與所述抽油機的遊梁相連，所述遊梁的一端連接著驢頭，所述遊梁的另一端固定連接著所述固定梁，所述固定梁與所述遊梁相平行，所述固定梁上安裝著所述支座，所述支座通過軸與所述調節機構連接，所述絲槓穿過所述調節機構並與其相嚙合，所述絲槓的端部通過軸銷連接著所述旋轉梁的一端，所述旋轉梁的中部通過轉軸與所述固定梁的另一端相連，所述旋轉梁的另一端部固定連接著所述平衡塊。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述調節機構包括電動機、減速器和螺母，所述電動機的輸出軸連接所述減速器，所述減速器通過齒輪連接所述螺母，所述絲槓穿過螺母並與螺母螺紋連接。
8.如權利要 求6或7所述的裝置，其特徵在於，所述平衡塊為圓柱形的平衡塊。
全文摘要
本發明公開了一種抽油機衝次、平衡實時智能調整方法及其裝置，屬於油田數位化建設、管理領域。本發明實施例改變傳統的調參方式，解決調參滯後性、員工勞動強度高、無法最大限度發揮油井潛能的問題，提高了油井生產效率、提升了油井數位化管理水平。所述方法通過利用已測量實時數據對抽油機工作狀態實時分析、對參數智能調整，實現了抽油機在合理工作制度下工作，最大限度發揮油井潛能，達到油井的精細化管理，所述裝置通過實時採集的功圖、電參數據，根據系統效率優化衝次，經數位化抽油機集成控制裝置對電動機轉速進行控制，實現無級衝次調整；由實時獲得的電流、功率計算平衡度，經絲槓調平衡裝置對抽油機平衡進行控制，從而實現抽油機平衡的調整，使得抽油機保持在最優生產參數下運行，最大限度發揮油井的潛能。
文檔編號E21B43/00GK103161430SQ20111041867
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者楊瑞, 李明江, 辛宏, 張磊, 李珍, 楊海濤, 邱亮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司