制器以及自带模数转换器采样套管气压力信号采集子系统传输过来的标准电压信号，实现模拟信号转数字信号，相比于中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤岛采油厂所申请的实用新型专利活动式油井套管气回收装置和中国石化集团胜利石油管理局石油开发中心所申请实用新型专利油井套管气定压自动排气装置，本控制装置采用数字电子式装置，形成一套完整的自动化控制系统，避免了机械式控制设备的诸多缺点，使得套管气压力控制更加精准、稳定，特别是采用相应的控制算法后，使系统控制快速性、稳定性大大增加，避免了系统振荡。
[0033]第四、与段秀刚等人申请的实用新型专利油井套管气压控制装置相比较而言，该系统的套管气合理压力计算子系统不仅能将计算的合理套压值传递给控制主机子系统，同时能实时读取控制主机子系统采集到的实际套压数据并且将该套管气压力历史数据进行存储。
[0034]第五、套管气合理压力计算子系统具有不同模式进行选择控制，在自动控制模式下，该子系统可以自动发送合理套压信号，不需要人为操作。在手动控制模型下，可以采用人工操作实现套管气放气和停止放气功能，该特点是上述系统所不具有的。
[0035]第六，与韩兵奇、李连峰等人设计的油井套管气控制装置相比较，该系统主机控制子系统采用微控制器，对套管气进行准确控制，能设置套管合理套压的范围，且具有掉电数据不丢失功能。因此其智能化、自动化控制程度是上述系统所不具备的；
[0036]本套管气压力控制系统的上述优点，使得该系统的使用将有利于现场人员掌握油井套管情况并合理指导安全生产，同时准确控制放气量的大小，不会造成对油层产生冲击而失去注水能量与地层能量平衡，有效解决“气锁”问题，提高油井的产量，提高采收率。
【附图说明】
[0037]图1是本发明专利系统的整体结构示意图，图中:1.油井口，2.动液面，3.泵吸入口，4.油管，5.套管，6.泵，7.地层油层，8.PC机以及运行的套管气合理压力计算子系统，9.数据采集子系统，10.控制主机子系统块，11.执行机构子系统，12.三通结构；套管气控制系统进气口通过丝扣连接的方式与采油树中的套管气接口连接，出气口通过丝扣连接方式与输油管路的接口连接，系统通过控制套管气体的压力，改变油井中的动液面高低，使得入泵气体量最小，泵效最大，产量达到最高。
[0038]图2是提高泵效稳定油井产量的套管气控制系统工作原理图；通过套压合理压力计算理论模型为基础建立合理压力计算软件系统，由该软件系统计算得到合理的套压值通过信号传输电路传输给微控制器，同时油井压力信号采集子系统中的压力传感器采集油井的实际压力信号，通过模数转换器采集得到数字电压信号，该信号也同时传递给微控制器，控制器通过内部算法得到最佳输出策略，控制驱动器进而改变油井的实际压力值趋近或者达到合理套压。
[0039]图3是套管气合理压力计算模块主界面图；系统主界面采用分栏式菜单组合，由油井类型选择界面，套压值显示界面，下位机连接界面，系统管理界面等组成。登录系统首先进行油井类型选择，套压值显示界面主要是显示计算得到的合理套压，下位机连接界面主要功能是实现与下位机连接进行数据通讯，系统管理界面主要是对软件系统进行管理。
[0040]图4是控制系统结构示意图，包括；5.套管及其接口，9.数据采集子系统中的高精度防爆压力传感器，11.执行机构子系统中的防爆电磁阀阀体，13.数据采集子系统中的压力信号处理电路，14.控制主机子系统中的微控制器，15.驱动子系统中的强输出驱动电路，16.信号传输子系统，17.电源子系统；数据采集子系统中的高精度防爆压力传感器采集实际压力信号，数据采集子系统中的压力信号处理电路对实际压力信号进行处理，控制主机子系统中的微控制器对系统信号进行处理，得到最佳输出控制策略，控制输出信号通过驱动子系统中的强输出驱动电路驱动执行机构子系统工作，最后由电源子系统对所有需要供电的各部分电路进行供电。
[0041]图5套管气压力控制系统实物图；
【具体实施方式】
[0042]本发明提高泵效稳定油井产量套管气控制系统的
【发明内容】
以及技术方案已作描述，在此不再做论述。
[0043]下面结合附图对本发明系统做进一步说明，从而更好的理解本发明系统。
[0044]如图1所示，本发明应用于油井套管气控制领域。适用于普通井、高汽油比油井，特别是受套管气体影响严重需要对其进行控制的油井。控制装置使用标准15_丝扣转接器与采油树中的套管气接口进行连接，通过另一端与原油汇入送入计量站。将9数据采集子系统，11执行机构子系统，10控制主机子系统，与8套管气合理压力计算子系统进行通讯的数据传输线的插头与插座进行连接，确保连接正确无误，具体连接见实物图5。将控制主机子系统移动与井架下安全处，尽量远离危险气源。最后插上电源线，套管气压力控制系统上电，此时，执行机构处于关闭状态，将数据传输线USB接头插入计算机，启动套管气合理压力计算软件系统即可以完成操作。
[0045]当闭井生产时，井口 I关闭，随着套管气压升高，气柱段不断加深，造成动液面2随之下降，液柱段变短。此时油水混合物中的溶解气体增多，当动液面2到达管鞋处的泵吸入口 3时，气体进入泵4中的量加大，泵中原油体积减少，从而使得泵效降低，造成气锁。为确保油井不产生气锁以及能保持动液面最佳，泵效最大，产量最高，保持油井稳定生产，必然需要建立一套合理的压力物理模型来表征上述动态过程，求得最佳套管气压力。
[0046]如图2所示，套管气合理压力计算理论模型集成为软件子系统，实现合理套压计算，得到合理套压值信号。同时9数据采集子系统中的高精度防爆压力传感器采集油井套管气压力信号，经过相应的处理转换，由模数转换器采样得到实际的套压值信号，微控制器得到两个信号后，采用相应的控制算法，得到最佳输出信号控制执行机构工作，由于微控制器输出信号较弱，因此设计相应的强输出驱动电路子系统。
[0047]如图1、图2所示，提高泵效稳定油井产量的套管气控制系统由8套管合理气压力计算子系统、9套管气压力信号采集子系统中的压力传感器、11执行机构子系统、13套管气压力信号采集子系统中的信号处理电路、14控制主机子系统、15驱动子系统、16套管气信号传输子系统等部分构成。套管气压力计算子系统8主要运行于PC机上，通过一根USB接口的数据线传输数据到套管气控制装置的控制主机子系统10内部。套管气合理压力计算子系统主要包括登陆界面，油井类型选择界面，数据交互窗口，参数设置窗口，套压计算模块，套压值显示模块，下位机数据显示界面，系统管理界面等组成，如图3所示是该软件系统油井类型选择界面。现场工作人员按照前面操作步骤给套管气压力控制系统上电以后，启动套管气合理压力计算子系统。进入登陆界面输入用户名密码，完全正确以后进入油井类型选择界面如图3，选择高汽油比井或者普通井等类型，进而弹出相应的数据交互窗口，将控制油井的历史生产数据导入系统，系统的数据交互窗口获得数据通过数据库存储，点击下一步，进入参数设置窗口，输入必要的油田参数数据，点击计算按钮，软件系统调用套压计算子系统实现计算，由于套压计算模块内嵌套压计算模型，计算时调用该模型同时调用数据库存储所需数据计算，最终计算结果显示在套压值显示模块，用户返回主界面进入套压值显示模块查看计算的合理套压值，点击