专利名称：一种采油机的工作制度自动适应方法
技术领域：
本发明涉及一种采油的工作制度自动适应控制方法。
油田采油时，由于生产压力过大或采出速度过高引起严重的内部微粒运移，出砂、流体向井底流动过程中、流体压力、温度引起无机垢沉积和有机垢沉淀，以及由于压力下降原油脱气出现多相流动。都将引起原油有效渗透率下降，油井表皮因子增加、损害了油层，降低了油井自然产量。因此采油生产过程中油层损害的因素，可归纳为生产压差或采出速度不合理、油层出砂、结垢、原油脱气等。
地层压力是原油从地层流向井底的动力，保持地层压力可使达到同一产量的油井维持较高的井底压力。可以延缓或减少原油中溶解气在采油生产中的逸出时间，提高采收率，增加原油粘度，使原油流动能力减弱。保持地层压力对结垢。析蜡有抑制作用，还可以减轻油层的出砂趋势。
目前国内采油是通过人工定期采用仪器测井，取得一定数据，经过分析后人工改变抽油机的工作参数，以求得暂时的适应。由于定期测井的滞后性和人工分析的不准确性，使得采油效率不高、油层容易遭到破坏。
本发明的目的在于提供一种自动控制采油机冲程、冲次变化，使得采出速度与地下油流压力在动态变化中相应适应，既能充分保护地下油层，又能满足油藏工程要求的前提下，最大限度地提高采油量的采油机的工作制度自动适应方法。
本发明实现上述目的关键是在采油机运行的多种工作制度下，由安装在采油机悬绳器上的载荷传感器，将采油过程中的载荷数码信号实时传输给可编程序控制器PLC，井下压力传感器将采油过程中的井下油流数码信号实时传输给可编程序控制器PLC，采油机在一定时间内，自动从低冲次、短冲程向长冲程、高冲次递进，提高采出速度；当载荷信号反映欠载或空载时，或井下流体压力信号下降时，可编程序控制器PLC通过模式识别确认后指令采出速度开始降低，直至上述信号恢复稳定时，保持采出速度，反之亦反。
本发明所提供的方法可将载荷数码、井下压力信号进行存储和处理，并根据井下压力、采油机载荷、采油机的工作制度三者数据之间的关系进行优化组态，在稳定油流压力和采油机载荷充足的前提下，对采油机的工作制度进行优化编程，并指令变频器驱动电机进行运转采油。使采油机能够随时自动跟踪进下油流压力变化和采油机载荷变化，自动改变采油机的工作制度。达到最大限度提高采油量，提高经济效益，既能充分保护地下油层，又能满足油藏工程要求。使油田开发以较少的投入获得最佳的效果。
本发明具体方法如下所述井下压力信号除可取自于井底压力传感器外，还可以取自于井口压力传感器或井口液位传感器。由于这种方式不能直接取得井底信号，因此，所得参数需经过计算机计算后，间接取得井底压力参数。其优点是节省了井下安装压力传感器的成本，缺点是通过井口液位传感器或井口压力传感器取得井下参数是间接的，精确度稍差。
井下压力传感器将井下信号数据传输给PLC(静态压力)，PLC按事先设置的每分钟不同的冲次、冲数和冲程、距离参数指令变频器驱动电机进行抽采运行。在一定的时间内，不同的冲次、冲数、冲程距离使采出的液量不同，同时也使井下压力传感器传输给PLC的动态压力信号数据发生变化，当井下流体压力的变化低于相应的采出速度(冲次、冲程)时，采油机的载荷传感器传输给PLC的数据信号表现为泵载不满或空载。使产液量降低，同时会使油层出砂，油气分离等问题出现，破坏油层产油。
当井下流体压力的变化等于相应的采出速度(冲次、冲程)时，采油机的载荷传感器传输给PLC的数据信号表现为泵载充满或满载，使产液量稳定。同时会使油层得到保护。
当井下流体压力的变化大于相应的采出速度(冲次、冲程)时，采油机的载荷传感器传输给PLC的数据信号无欠载或空载时，说明采出效率低，产液量还有增长的余地，应加大采出速度(冲次、冲程)，最大限度的提高产液量，提高经济效益。
由于油田的开发是在动态下进行的，地质、油藏及注入压力等诸多原因使地下流体压力每时每刻都在发生变化，同时，由于采油机对井下液体不断的采出，也使井下流体的压力每时每刻发生着变化。对于油田来说，最大限度的采出是第一位的，应该是最有效益的。离开经济效益无从谈及其它。但是，不考虑井下供液能力的采出速度会造成地下的破坏，会使油田开发期缩短。效益降低。因此，掌握地下的供液能力与采出速度之间的关系，通过采出速度(冲次、冲程)的变化引起地下流体压力的变化，在载荷充足的情况下，通过采出速度的变化曲线，认识了解并掌握地下流体压力的变化规律，并使采出速度(冲次、冲程)随着地下流体压力的变化而得到即时相应的调整，达到在最大限度保证采出液量(经济效益)的前提下，使地下油层能够得到充分的保护，使油田开发能获得较长时期的好的产出量。
实施工作步骤如下一、启动电源开关。
二、井下压力传感器将井下流体压力信号数值输入PLC并存储。
三、将设定的自动采出速度(冲次、冲程)范围输入PLC，启动采油机运行。
四、采油机在一定时间内，自动从低冲次、短冲程向长冲程、高冲次递进，提高采出速度。PLC同时采集并存储井下流体压力传感器提供的压力变化曲线和采出速度(冲次、冲程)曲线以及载荷传感器提供的每个冲次、冲程的载荷变化曲线。
五、PLC对采油机运行中的三种动态曲线进行分析处理。
(1)当出现载荷曲线(欠载或空载)时，说明井下供液量不足，PLC通过模式识别确认后指令采出速度(冲次、冲程)开始降低，直至载荷信号充满或满载时，采出速度保持稳定。
(2)当井下流体压力曲线出现下降时，说明井下供液量不足，PLC通过模式识别确认后指令采出速度(冲次、冲程)开始降低，直至井下流体压力恢复稳定时，采出速度(冲次、冲程)变化停止，保持稳定不变。
(3)当井下流体压力曲线无下降现象时(载荷无欠载或空载的前提下)，说明井下供液量充足，PLC通过模式识别确认后指令采出速度(冲次、冲程)，适当上升，并保持长时期较高的产液量状态。
六、采油机运行过程过程中，PLC在设定的调整范围内，始终实时的自动根据井下流体压力的上升与下降来调整采出速度(冲次、冲程)的上升与下降，并以稳定的井下液体压力为基础，保持稳定的采出速度(冲次、冲程)进行采油。
权利要求
1．一种采油机的工作制度自动适应方法，其特征在于在采油机运行的多种工作制度下，由安装在采油机悬绳器上的载荷传感器，将采油过程中的载荷数码信号实时传输给可编程序控制器PLC，井下压力传感器将采油过程中的井下油流数码信号实时传输给可编程序控制器PLC，采油机在一定时间内，自动从低冲次、短冲程向长冲程、高冲次递进，提高采出速度；当载荷信号反映欠载或空载时，或井下流体压力信号下降时，可编程序控制器PLC通过模式识别确认后指令采出速度开始降低，直至上述信号恢复稳定时，保持采出速度，反之亦反。
全文摘要
一种采油机的工作制度自动适应方法,本方法采用井下压力传感器和采油机上的载荷传感器,由PLC采集采油机抽油过程中井下液体的压力数值和载荷数值。通过PLC的程序控制,使采油机始终处于满载、满泵下运行,并使采油机的工作制度始终自适应,能满足井下液体流动压力的情况下进行合理采油。本发明具有自动识别地下油层状况,最大限度提高采油效率,保护地下油层,防止抽空,防止油井出砂,节能等优点。
文档编号E21B43/00GK1320761SQ0010613
公开日2001年11月7日 申请日期2000年4月26日 优先权日2000年4月26日
发明者卢旭, 李莹 申请人:卢旭, 李莹