一种油井间抽控制系统及方法与流程

文档序号:12429718阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种油井间抽控制系统,其特征在于:包括抽油机、控制器和电动机,所述电动机与所述抽油机连接,用于驱动所述抽油机,所述电动机上设置有转速传感器和电参采集模块,分别用于采集所述电动机的输出轴转速以及电流电压值并发送给所述控制器,所述抽油机上设置有载荷传感器和位移传感器,所述载荷传感器和位移传感器分别与所述控制器连接,用于将所述抽油机井抽油杆载荷和位移的测量值发送给所述控制器,所述控制器经过变频装置与所述电动机连接,用于控制所述电动机的启停。

2.根据权利要求1所述的一种油井间抽控制系统,其特征在于:所述控制器包括井口采集器,所述井口采集器与RTU控制单元连接,用于将所述载荷传感器和位移传感器的采集信息发送给所述RTU控制单元,所述电参采集模块与所述RTU控制单元连接,用于将所述电流电压值发送给所述RTU控制单元,所述转速传感器与所述RTU控制单元无线连接,所述RTU控制单元与所述变频装置连接,用于将采集的信息发送给所述变频装置。

3.根据权利要求2所述的一种油井间抽控制系统,其特征在于,所述控制器上还设置有显示单元和操作单元,所述显示单元和操作单元分别与所述RTU控制单元连接,用于显示和操作控制。

4.根据权利要求1所述的一种油井间抽控制系统,其特征在于:所述载荷传感器设置在井口悬绳器上,所述位移传感器设置在游梁下方。

5.一种油井间抽控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、在井口悬绳器上安装载荷传感器,在游梁下方安装位移传感器,实时采集抽油机井抽油杆载荷和位移信息;

S2、在电动机上安装转速传感器和电参采集模块,同步采集电动机输出轴的转速、电动机三相电流和电压信息;

S3、建立油井产量计算模型,根据抽油和停抽时间确定间歇抽油制度,将步骤S1和S2采集的信息发送给控制器,控制器计算电动机的参数信息并发送给变频装置,由变频装置通过控制电流频率和工作时间控制电动机运行,进行油井间抽控制。

6.根据权利要求5所述的一种油井间抽控制方法,其特征在于,步骤S1和S2中,一个冲程周期内等时间间隔测取所述信息组点数不少于200个。

7.根据权利要求5所述的一种油井间抽控制方法,其特征在于,步骤S3中,所述电动机的参数信息包括电动机运行及停止时间、电机转速、转速ω分布和电流频率f分布信息。

8.根据权利要求5所述的一种油井间抽控制方法,其特征在于:步骤S3中,根据油井流入特性曲线,建立所述油井产量计算模型如下:

<mrow> <mi>Q</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi> <mi>k</mi> <mi>h</mi> </mrow> <mrow> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>r</mi> <mi>e</mi> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <msubsup> <mo>&Integral;</mo> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>p</mi> <mi>r</mi> </msub> </msubsup> <mfrac> <msub> <mi>K</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>&mu;</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mi>d</mi> <mi>p</mi> </mrow>

其中,h—地层有效厚度,m;re—油井供油边缘半径,m;rw—井眼半径,m;k—地层渗透率,μm2;h—油层厚度,m;pwf—流压,MPa;pr—油层静压,MPa;p—压力,MPa;Ko—油相相对渗透率;Bo—原油体积系数,m3/m3;μo—地层油粘度,mPa.s。

9.根据权利要求5所述的一种油井间抽控制方法,其特征在于,步骤S3中,停抽过程中,所述间歇抽油制度具体为:在停抽周期TS内,建立停抽过程中液面恢复高度的仿真模型,得到停抽周期内地层流入井筒的液量相对于连续抽油流入液量所下降的百分数,以及停抽周期末液面恢复后的高度,任意时刻液面高度如下:

<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dH</mi> <mi>d</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>A</mi> <mi>c</mi> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>H</mi> <mi>d</mi> </msub> <msub> <mo>|</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>H</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>

其中:Hd0—连续抽油时的动液面,m;Ac—油套环空过流面积,m2;T—计算时刻,d;Hd—时刻t的动液面,m;pwf—时刻t的流压,Pa;Q(pwf)—时刻t与流压pwf对应的地层流入井筒的瞬时流量,m3/d。

10.根据权利要求5所述的一种油井间抽控制方法,其特征在于:步骤S3中,抽油过程中,所述间歇抽油制度具体为:在抽油周期TP内,建立抽油周期与抽油周期内油井产量的仿真模型,得到抽油周期TP,再根据停抽周期TS和抽油周期TP确定油井平均日产液量,任意时刻液面高度如下:

<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dH</mi> <mi>d</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mi>p</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>A</mi> <mi>c</mi> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>H</mi> <mi>d</mi> </msub> <msub> <mo>|</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>H</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>min</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>

其中:ps—时刻t抽油泵的沉没压力,Pa;Hdmin—起抽瞬时的最小液面深度,m;Qp(ps)—时刻t与沉没压力ps对应的抽油泵排量,即油井瞬时产量,m3/d。

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