专利名称：一种自动间歇井口抽油方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动间歇井口抽油方法及其装置，属于油田抽油方法及设备。
背景技术：
目前，在机械采油中常使用游梁式抽油机，但对于低产油井，由于地层供液不足，油井液面恢复慢，常出现干抽现象，不仅费电且磨损设备，要想待液面恢复后再抽油，只能靠人工控制抽油机启动和关闭，这样就会因停抽时间控制不当，造成卡井和作业返工，给生产带来不便，也增加作业成本。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种自动间歇井口抽油方法及其装置，方法是利用一种自动间歇井口抽油装置，根据重力传感器测得的油井液面参数，通过其自动控制系统控制电机启动和停抽，改变抽油机连续抽油的现状，给低产油井足够时间恢复液面，待液面上升后再启动电机，这样既能满足每次的抽汲量，又保证活塞在合理深度抽油，避免负荷过大，即降低耗电量，又减少设备磨损。
本发明的技术方案是一种自动间歇井口抽油装置，由机械装置部分、自动控制系统和输油部分构成；机械装置部分是由转轮、定滑轮、支架、底座、钢丝防喷管、油管挂、上法兰、套管法兰、钢丝、带孔丝堵、活塞、套管、筛管、油管组成；带孔丝堵置于带有筛管的油管底部，油管通过油管挂置入套管内并悬挂在套管法兰上；支架固定在底座上，底座与储油罐通过螺栓连接固定；钢丝的一端固定在转轮上，另一端通过支架上安装的定滑轮并穿过安装在底座和储油罐上壁通孔内的钢丝防喷管与活塞连接，活塞置于油管内；输油部分由储油罐、加热管、输油泵、闸门、单向阀、取样阀、排气阀构成；储油罐内壁盘有加热管、其侧壁下方开有输油出口，在输油出口处自内向外顺次装有输油泵、闸门、取样阀、单向阀和排气阀，储油罐通过上法兰与套管法兰联结；自动控制系统包括键盘、显示器、强磁铁A、强磁铁B、电磁传感器、重力传感器、深度传感器、电子离合制动器、变速箱、电机、液面传感器、信号传输线和电路控制板CPU；强磁铁A、强磁铁B分别安装在钢丝的上部和下部，电磁感应器安装在钢丝防喷管内，重力传感器安装在底座和储油罐间的凹槽内，液面传感器安装在储油罐侧壁设置高度处，电子离合制动器安装在转轮轴上，深度传感器安装在支架临近钢丝处，并且键盘、显示器、电磁感应器、深度传感器、重力传感器、液面传感器通过信号传输线与控制电路板CPU上对应接线端连接，控制电路板CPU的控制信号输出端与电机离合制动器、电机、输油泵的控制开关连接。
利用本发明的一种自动间歇井口抽油装置，在自动控制系统控制下，一种自动间歇井口抽油方法，其步骤为a把本发明所述的一种自动间歇井口抽油装置安装在井口；b启动系统，通过键盘键入活塞沉没度、保险深度、活塞下行设定速度、安全深度、初始活塞下行深度和电机停转及电子离合制动器制动时间；深度传感器、重力传感器、电磁传感器、液面传感器处于工作状态，时时将各传感信号传送到控制电路板CPU；c电路控制板CPU控制电子离合制动器制动，电机停转；d电路控制板CPU对电子离合制动器制动时间是否达到设置时间进行逻辑判断d1电子离合制动器制动时间没有达到设置时间，控制流程返回c；d2电子离合制动器制动时间达到设置时间，电路控制板CPU解除电子离合制动器的制动；e在活塞重力作用下，活塞和钢丝绳下行；f当电路控制板CPU接收到重力传感器传来的重力变化的信号时，控制电路板CPU通过深度传感器获取油井液面深度值，并将深度传感器测得的活塞下行深度值与液面深度加上活塞沉没度减去保险深度的值进行逻辑判断，同时也对电磁传感器是否传送来强磁铁A经过的信号进行判断f1若活塞下行深度值小于液面深度加上活塞沉没度减去保险深度的值，且电磁传感器没有送来强磁铁A经过的信号；电路控制板CPU则将深度传感器时时测得的活塞下行速度与设定速度进行逻辑判断g1若活塞下行速度大于设定速度，控制电路板CPU控制变速箱使电机减速，控制流程返回e；g2若活塞下行速度小于设定速度，控制流程返回e；f2若活塞下行深度值大于液面深度加上活塞沉没度减去保险深度的值，或者电磁传感器传送来强磁铁A经过的信号，电路控制板CPU则控制电子离合制动器制动，电机停转；m电路控制板CPU启动电机转动；i向上提起活塞；j电路控制板CPU根据深度传感器测得的活塞深度与设置的安全深度进行逻辑判断j1若活塞深度大于于安全深度，控制流程返回i；j2若活塞深度小于安全深度，则电路控制板CPU控制变速箱使电机减速起动活塞上行；k电路控制板CPU对电磁传感器是否接收到强磁铁B经过的信号进行逻辑判断k1若电路控制板CPU接收到电磁传感器传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回c；k2若电路控制板CPU没有接收到电磁传感器传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回j2；本发明的一种自动间歇井口抽油方法，其自动控制系统对输油部分的控制流程为a控制电路板CPU关闭输油泵、闸门和排气阀；b；控制电路板CPU对储油罐内液面传感器传送的感应信号进行逻辑判断c当控制电路板CPU接收到液面传感器传送来的储油罐内有液体的信号时，控制电路板CPU启动输油泵、打开闸门、排气阀，将液体输送到输油管线；并将控制流程返回b；d当控制电路板CPU没有接到液面传感器传送来的储油罐内有液体的信号时，控制流程返回a；与现有技术相比本发明具有如下优点1、可以随时自动调节停抽时间，使液面恢复，避免干抽现象，同时也不许液面过高，避免活塞负荷过大，即降低能耗，又可提高产量；2、实现自动控制，不需人工开、关电机，不但节省人力且时间调控更合理；3、用钢丝带替抽油杆，负荷减小，可配置小功率电机，节电明显，并且没有抽油杆，抽油泵不会发生偏磨现象，维修方便。
图1为一种自动间歇井口抽油装置结构图；图2为一种自动间歇井口抽油装置自动控制系统电路方框图；图3为一种自动间歇井口抽油方法的自动控制系统流程图；图4为一种自动间歇井口抽油方法的输出部分控制流程图。
具体实施例方式参加图1，一种自动间歇井口抽油装置，是由机械装置部分、自动控制系统和输油部分组成；机械装置部分是由转轮2、定滑轮21、支架22、底座23、钢丝防喷管25、油管挂30、上法兰31、套管法兰32、钢丝33、带孔丝堵20、活塞19、套管16、筛管18、油管15组成；带孔丝堵20置于带有筛管18的油管15底部，油管15通过油管挂30置入套管16内并悬挂在套管法兰32上；支架22固定在底座23上，底座23与储油罐28通过螺栓连接固定；钢丝33的一端固定在转轮2上，另一端通过支架22上安装的定滑轮21并穿过安装在底座23和储油罐28上壁通孔内的钢丝防喷管25与活塞19连接，活塞19置于油管15内；输油部分由储油罐28、加热管27、输油泵14、闸门13、单向阀12、取样阀29、排气阀11构成；储油罐28内壁盘有加热管27、其侧壁下方开有输油出口10，在输油出口10处自内向外顺次装有输油泵14、闸门13、取样阀29、单向阀12和排气阀11，储油罐28通过上法兰31与套管法兰32联结；参见图1、图2，自动控制系统包括键盘、显示器、强磁铁A26、强磁铁B17、电磁传感器3、重力传感器24、深度传感器1、电子离合制动器4、变速箱5、电机6、液面传感器7、信号传输线9和电路控制板CPU8；强磁铁A26、强磁铁B17分别安装在钢丝33的上部和下部，电磁传感器3安装在钢丝防喷管25内，重力传感器24安装在底座23和储油罐28间的凹槽内，液面传感器7安装在储油罐28侧壁设置高度处，电子离合制动器4安装在转轮2的轴上，深度传感器1安装在支架22临近钢丝33处，并且键盘、显示器、电磁传感器3、深度传感器1、重力传感器24、液面传感器7通过信号传输线9与控制电路板CPU8上对应接线端口连接，控制电路板CPU8的控制信号输出端与电机离合制动器4、电机6、输油泵14的控制开关相连。
参见图3、图4，利用本发明的一种自动间歇井口抽油装置，在自动控制系统控制下，一种自动间歇井口抽油方法，其步骤为a把本发明所述的一种自动间歇井口抽油装置安装在井口；b启动系统，通过键盘键入活塞19沉没度、保险深度、活塞19下行设定速度、安全深度、初始活塞19下行深度和电机6停转及电子离合制动器4制动时间；深度传感器1、重力传感器24、电磁传感器3、液面传感器7处于工作状态，时时将各传感信号传送到控制电路板CPU8；c电路控制板CPU8控制电子离合制动器4制动，电机6停转；d电路控制板CPU8对电子离合制动器4制动时间是否达到设置时间进行逻辑判断d1电子离合制动器4制动时间没有达到设置时间，控制流程返回c；d2电子离合制动器4制动时间达到设置时间，电路控制板CPU8解除电子离合制动器4的制动；e在活塞19重力作用下，活塞19和钢丝绳33下行；f当电路控制板CPU8接收到重力传感器24传来的重力变化的信号时，控制电路板CPU8通过深度传感器1获取油井液面深度值，并将深度传感器1测得的活塞19下行深度值与液面深度加上活塞19沉没度减去保险深度的值进行逻辑判断，同时也对电磁传感器3是否传送来强磁铁A经过的信号进行判断f1若活塞19下行深度值小于液面深度加上活塞19沉没度减去保险深度的值，且电磁传感器3没有送来强磁铁A经过的信号；电路控制板CPU8则将深度传感器1测得的活塞19下行速度与设定速度进行逻辑判断g1若活塞19下行速度大于设定速度，控制电路板CPU8控制变速箱5使电机6减速，控制流程返回e；g2若活塞19下行速度小于设定速度，控制流程返回e；f2若活塞19下行深度值大于液面深度加上活塞19沉没度减去保险深度的值，或者电磁传感器1传送来强磁铁A经过的信号，电路控制板CPU8则控制电子离合制动器4制动，电机6停转；m电路控制板CPU8启动电机6转动；i向上提起活塞19；j电路控制板CPU8根据深度传感器1测得的活塞19深度与设置的安全深度进行逻辑判断j1若活塞19深度大于于安全深度，控制流程返回i；j2若活塞19深度小于安全深度，则电路控制板CPU8控制变速箱5使电机6减速起动活塞19上行；k电路控制板CPU8对电磁传感器1是否接收到强磁铁B经过的信号进行逻辑判断k1若电路控制板CPU8接收到电磁传感器传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回c；k2若电路控制板CPU8没有接收到电磁传感器3传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回j2；本发明的一种自动间歇井口抽油方法，其自动控制系统对输油部分的控制流程为
a控制电路板CPU8关闭输油泵14、闸门13和排气阀11；b；控制电路板CPU8对储油罐28内液面传感器7传送的感应信号进行逻辑判断c当控制电路板CPU8接收到液面传感器7传送来的储油罐28内有液体的信号时，控制电路板CPU8启动输油泵14、打开闸门13、排气阀11，将液体输送到输油管线；并将控制流程返回b；d当控制电路板CPU8没有接到液面传感器7传送来的储油罐28内有液体的信号时，控制流程返回a；参见图1、图3、图4，一种自动间歇井口抽油方法，具体过程是启动系统，通过键盘输入各初始深度、时间参数；控制电路板CPU8解除电子离合制动器4的制动，在活塞19重力作用下，钢丝33下行，当活塞19接触液面时，活塞19受到液体34向上的浮力，重力传感器24感应到重力的变化，并将变化信号传送给控制电路板CPU8，控制电路板CPU8记录此时深度传感器1测得的活塞下行深度，活塞19继续下行至设定深度，或者钢丝33上部的强磁铁A26经过电磁传感器3时，二个条件中任何一个条件满足时，控制电路板CPU8都启动电机6转动，带动钢丝33拉动活塞19上行，将液体34举升到储油罐28内；当活塞19上行到安全深度或强磁铁B17过电磁传感器3，控制电路板CPU8同时控制电子离合制动器4制动转轮2和电机6停转，钢丝33不再上行，活塞19停留在油管15上方；根据深度传感器1每次记录的油井液面深度，控制电路板CPU8随时调整转轮2制动的时间，保证油管15内液面有充足时间恢复高度，同时也保证活塞19在合理的深度抽汲，避免负荷过大，这样就完成了一次抽汲过程；当停机时间达到后，控制电路板CPU8对电子离合制动器4发出解除制动指令，在活塞19重力作用下，钢丝33下行，又开始了下一次的抽汲过程，如此反复循环抽汲；在储油罐28内，液面传感器7将检测到的液体信号传送到控制电路板CPU8，控制电路板CPU8一方面将其变换成抽油量，进行累计，记录产量，另一方面也同时开启闸门13、排气阀11，启动输油泵14，将液体输送到输油管线，当储油罐28内液面低于设置高度时，控制电路板CPU8关闭闸门13、排气阀11和输油泵14。
根据输油方式不同，输油部分可以省略，即不用储油罐28、输油泵14、闸门13和排气阀11，底座23直接固定在井口，活塞19抽出的液体直接输入输油干线。
根据各油田具体情况，活塞19可在套管16内直接抽油，油管15、油管挂30和带孔丝堵20可省略。
采油工对油井取样时，打开取样阀29就可取样。
权利要求
1.一种自动间歇井口抽油装置，是由机械装置部分、自动控制系统和输油部分组成；其特征在于机械装置部分是由转轮(2)、定滑轮(21)、支架(22)、底座(23)、钢丝防喷管(25)、油管挂(30)、上法兰(31)、套管法兰(32)、钢丝(33)、带孔丝堵(20)、活塞(19)、套管(16)、筛管(18)、油管(15)组成；带孔丝堵(20)置于带有筛管(18)的油管(15)底部，油管(15)通过油管挂(30)置入套管(16)内并悬挂在套管法兰(32)上；支架(22)固定在底座(23)上，底座(23)与储油罐(28)通过螺栓连接固定；钢丝(33)的一端固定在转轮(2)上，另一端通过支架(22)上安装的定滑轮(21)并穿过安装在底座(23)和储油罐(28)上壁通孔内的钢丝防喷管(25)与活塞(19)连接，活塞(19)置于油管(15)内；输油部分由储油罐(28)、加热管(27)、输油泵(14)、闸门(13)、单向阀(12)、取样阀(29)、排气阀(11)构成；储油罐(28)内壁盘有加热管(27)、其侧壁下方开有输油出口(10)，在输油出口(10)处自内向外顺次装有输油泵(14)、闸门(13)、取样阀(29)、单向阀(12)和排气阀(11)，储油罐(28)通过上法兰(31)与套管法兰(32)联结；自动控制系统包括键盘、显示器、强磁铁A(26)、强磁铁B(17)、电磁传感器(3)、重力传感器(24)、深度传感器(1)、电子离合制动器(4)、变速箱(5)、电机(6)、液面传感器(7)、信号传输线(9)和电路控制板CPU(8)；强磁铁A(26)、强磁铁B(17)分别安装在钢丝(33)的上部和下部，电磁传感器(3)安装在钢丝防喷管(25)内，重力传感器(24)安装在底座(23)和储油罐(28)间的凹槽内，液面传感器(7)安装在储油罐(28)侧壁设置高度处，电子离合制动器(4)安装在转轮(2)的轴上，深度传感器(1)安装在支架(22)临近钢丝(33)处，并且键盘、显示器、电磁传感器(3)、深度传感器(1)、重力传感器(24)、液面传感器(7)通过信号传输线(9)与控制电路板CPU(8)上对应接线端口连接，控制电路板CPU(8)的控制信号输出端与电机离合制动器(4)、电机(6)、输油泵(14)的控制开关相连。
2.如权利要求1所述的一种自动间歇井口抽油装置，其特征在于所述的活塞(19)可直接安装在套管(16)内，油管(15)、油管挂(30)和带孔丝堵(20)可省略。
3.如权利要求1或权利要求2所述的一种自动间歇井口抽油装置，其特征在于所述的输油部分可以省略，即不用储油罐(28)、输油泵(14)、闸门(13)和排气阀(11)，底座(23)直接固定在井口。
4.一种自动间歇井口抽油方法，其特征在于自动控制系统与一种自动间歇井口抽油装置配合使用，实现自动间歇抽油，其步骤如下a把本发明所述的一种自动间歇井口抽油装置安装在井口；b启动系统，通过键盘键入活塞(19)沉没度、保险深度、活塞(19)下行设定速度、安全深度、初始活塞(19)下行深度和电机(6)停转及电子离合制动器(4)制动时间；深度传感器(1)、重力传感器(24)、电磁传感器(3)、液面传感器(7)处于工作状态，时时将各传感信号传送到控制电路板CPU(8)；c电路控制板CPU(8)控制电子离合制动器(4)制动，电机(6)停转；d电路控制板CPU(8)对电子离合制动器(4)制动时间是否达到设置时间进行逻辑判断d1电子离合制动器(4)制动时间没有达到设置时间，控制流程返回c；d2电子离合制动器(4)制动时间达到设置时间，电路控制板CPU(8)解除电子离合制动器(4)的制动；e在活塞(19)重力作用下，活塞(19)和钢丝绳(33)下行；f当电路控制板CPU(8)接收到重力传感器(24)传来的重力变化的信号时，控制电路板CPU(8)通过深度传感器(1)获取油井液面深度值，并将深度传感器(1)测得的活塞(19)下行深度值与液面深度加上活塞(19)沉没度减去保险深度的值进行逻辑判断，同时也对电磁传感器(3)是否传送来强磁铁A经过的信号进行判断f1若活塞(19)下行深度值小于液面深度加上活塞(19)沉没度减去保险深度的值，且电磁传感器(3)没有送来强磁铁A经过的信号；电路控制板CPU(8)则将深度传感器(1)测得的活塞(19)下行速度与设定速度进行逻辑判断g1若活塞(19)下行速度大于设定速度，控制电路板CPU(8)控制变速箱(5)使电机(6)减速，控制流程返回e；g2若活塞(19)下行速度小于设定速度，控制流程返回e；f2若活塞(19)下行深度值大于液面深度加上活塞(19)沉没度减去保险深度的值，或者电磁传感器(1)传送来强磁铁A经过的信号，电路控制板CPU(8)则控制电子离合制动器(4)制动，电机(6)停转；m电路控制板CPU(8)启动电机(6)转动；i向上提起活塞(19)；j电路控制板CPU(8)根据深度传感器(1)测得的活塞(19)深度与设置的安全深度进行逻辑判断j1若活塞(19)深度大于于安全深度，控制流程返回i；j2若活塞(19)深度小于安全深度，则电路控制板CPU(8)控制变速箱(5)使电机(6)减速起动活塞(19)上行；k电路控制板CPU(8)对电磁传感器(1)是否接收到强磁铁B经过的信号进行逻辑判断k1若电路控制板CPU(8)接收到电磁传感器传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回c；k2若电路控制板CPU(8)没有接收到电磁传感器(3)传送来的强磁铁B经过的信号，控制流程返回j2；自动控制系统对输油部分的控制流程为a控制电路板CPU(8)关闭输油泵(14)、闸门(13)和排气阀(11)；b；控制电路板CPU(8)对储油罐(28)内液面传感器(7)传送的感应信号进行逻辑判断c当控制电路板CPU(8)接收到液面传感器(7)传送来的储油罐(28)内有液体的信号时，控制电路板CPU(8)启动输油泵(14)、打开闸门(13)、排气阀(11)，将液体输送到输油管线；并将控制流程返回b；d当控制电路板CPU(8)没有接到液面传感器(7)传送来的储油罐(28)内有液体的信号时，控制流程返回a。
全文摘要
一种自动间歇井口抽油方法及其装置，属于抽油方法及设备，装置主要包括各种传感器和钢丝过定滑轮与活塞连接；方法是自动控制系统与装置配合，主要步骤是电路控制板判断制动时间是否达到设置时间若没有达到，制动器继续制动，否则解除制动，活塞下行；当重力传感器信号变化时，控制电路板对活塞下行深度设定深度进行比较，同时对强磁铁A是否过电磁传感器进行判断若结果是小于且无强磁铁A经过；电路控制板将下行速度与设定速度比较若结果是大于，电机减速下行，否则继续下行；直到活塞下行深度大于设定深度或强磁铁A过电磁传感器，制动器制动，电机上提活塞并停留在油管上方直到达到制动时间后，再开始下一轮抽汲并如此循环。
文档编号E21B44/00GK101078338SQ20061008212
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月27日 优先权日2006年5月27日
发明者杨朝杰, 付尚鹏, 邱万成 申请人:杨朝杰, 付尚鹏