本实用新型属于抽油控制技术领域，具体涉及一种基于动液面与套压的抽油控制系统。
背景技术：
油井动液面深度决定井底流压和抽油机的沉没度，其深度变化对油井产液量和抽油效率造成影响。随着动液面加深，抽油机上段的液柱压力降低从而导致有更多的气体进入抽油机中降低了抽油机的泵效，抽油机仍以原有的冲次运行会使油井处于低产量的工作状态。另外，在油田开采过程中，当套压增大时，套压为油井内的液体提供一部分能量，推动液体进入泵筒内，从而提高抽油机的充满系数，但是，当套压增大到一定值时，如果继续增大，油管内将主要是气体在流动，气体进入抽油机，导致抽油机出现充不满的现象，同样降低了抽油机的泵效，并且，当气体影响严重时，由于气体在抽油机内的压缩和膨胀，使得吸入阀无法打开而抽不出油，出现“气锁”现象。目前的抽油控制系统通常为基于动液面的闭环控制系统，该种控制系统仅仅考虑动液面单一因素的影响，未考虑不同供液能力的油井的套压值变化对采油产量的影响，具有很大的局限性，又由于该种闭环控制系统常采用线性控制方法进行控制，控制效果差，不能将抽油机效率长期稳定地保持在最高状态。另外，目前的套压控制大部分为人工控制，由作业人员定期去现场根据套压表数据打开手动球阀进行排放，这种人工控制的方式操作复杂，人力成本高。因此，根据动液面深度和套压合理控制抽油机的冲次对提高抽油机的泵效具有重要的意义。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于动液面与套压的抽油控制系统，其设计新颖合理，利用气泵产生次声波探测油井深度，采用声波采集器获取次声波回波信号探测油井深度，利用油井实测深度与设定深度比较调节变频器输出频率，进而控制抽油机的冲次，同时利用压力传感器采集油井环空内压力，利用压力变化调节电磁阀开闭，进而实现油井环空内压力调节，有助于稳定动液面，使抽油机处于最佳抽油状态，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：包括主控平台和安装在储油罐上用于检测抽油量的产油量检测仪，以及均安装在油井口用于探测检测油井内数据的动液面套压检测仪、用于控制抽油机抽油效率的抽油调节机构和用于控制套管环空压力的电磁阀，所述主控平台包括主控制器以及均与主控制器连接的触摸屏、存储器和定时器，主控制器的输出端接有用于控制电磁阀开度的调节器和用于驱动所述抽油调节机构的信号继电器，所述抽油调节机构包括依次连接的交流电源、交流接触器、变频器和电动机，交流接触器通过继电器与信号继电器连接，动液面套压检测仪通过第一通讯模块与主控制器通讯，变频器通过第二通讯模块与主控制器通讯，产油量检测仪通过第三通讯模块与主控制器通讯；动液面套压检测仪包括检测控制器和与检测控制器连接且用于与第一通讯模块通讯的检测通讯模块，检测控制器的输出端接有用于探测动液面位置数据的气泵，检测控制器的输入端接有用于接收动液面位置数据的声波采集器和用于检测套管环空压力的压力传感器。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述声波采集器和压力传感器均通过A/D转换模块与检测控制器的输入端相接，气泵通过开关模块与检测控制器的输出端相接。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述检测通讯模块、第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述有线通讯模块为RS485串口通讯模块，所述无线通讯模块为ZIGBEE无线通讯模块。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述存储器为FLASH存储器和RAM存储器。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述声波采集器为微音器。
上述的基于动液面与套压的抽油控制系统，其特征在于：所述主控制器和检测控制器均为STM32F205控制器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置气泵产生次声波探测油井深度，采用声波采集器获取次声波回波信号探测油井深度，利用油井实测深度与设定深度比较调节变频器输出频率，进而控制抽油机的冲次，同时利用压力传感器采集油井环空内压力，利用压力变化调节电磁阀开闭，进而实现油井环空内压力调节，有助于稳定动液面，使抽油机处于最佳抽油状态，便于推广使用。
2、本实用新型利用触摸屏设置油井初始动液面高度和油井套管环空初始套压，利用信号继电器驱动继电器进而带动交流接触器通电或断电，实现电动机的稳定供电；另外，设置第一通讯模块实现动液面套压检测仪与主控制器的通信、设置第二通讯模块实现变频器与主控制器的通信、设置第三通讯模块实现产油量检测仪与主控制器的通信，便于动液面套压检测仪、变频器和产油量检测仪的灵活放置，可靠稳定，使用效果好。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，利用油井实测深度与设定深度比较调节变频器输出频率，控制抽油机的冲次，利用压力变化调节电磁阀开闭，调节油井环空内压力，稳定动液面，使抽油机处于最佳抽油状态，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型动液面套压检测仪的电路原理框图。
附图标记说明:
1—主控制器； 2—触摸屏； 3—存储器；
4—定时器； 5—信号继电器； 6—第一通讯模块；
7—第二通讯模块； 8—第三通讯模块； 9—动液面套压检测仪；
9-1—检测控制器； 9-2—声波采集器； 9-3—压力传感器；
9-4—A/D转换模块； 9-5—开关模块； 9-6—气泵；
9-7—检测通讯模块； 10—产油量检测仪； 11—继电器；
12—交流电源； 13—交流接触器； 14—变频器；
15—电动机； 16—抽油机； 17—调节器；
18—电磁阀。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型所述的基于动液面与套压的抽油控制系统，包括主控平台和安装在储油罐上用于检测抽油量的产油量检测仪10，以及均安装在油井口用于探测检测油井内数据的动液面套压检测仪9、用于控制抽油机16抽油效率的抽油调节机构和用于控制套管环空压力的电磁阀18，所述主控平台包括主控制器1以及均与主控制器1连接的触摸屏 2、存储器3和定时器4，主控制器1的输出端接有用于控制电磁阀18开度的调节器17和用于驱动所述抽油调节机构的信号继电器5，所述抽油调节机构包括依次连接的交流电源12、交流接触器13、变频器14和电动机 15，交流接触器13通过继电器11与信号继电器5连接，动液面套压检测仪9通过第一通讯模块6与主控制器1通讯，变频器14通过第二通讯模块7与主控制器1通讯，产油量检测仪10通过第三通讯模块8与主控制器1通讯；动液面套压检测仪9包括检测控制器9-1和与检测控制器9-1 连接且用于与第一通讯模块6通讯的检测通讯模块9-7，检测控制器9-1 的输出端接有用于探测动液面位置数据的气泵9-6，检测控制器9-1的输入端接有用于接收动液面位置数据的声波采集器9-2和用于检测套管环空压力的压力传感器9-3。
需要说明的是，主控平台实现对动液面套压检测仪9采集的数据处理、对产油量检测仪10采集的数据记录、同时控制抽油机16抽油效率和调节电磁阀18开度控制套管环空压力，通过在主控平台中的主控制器1上设置第一通讯模块6实现动液面套压检测仪9与主控制器1的通信、设置第二通讯模块7实现变频器14与主控制器1的通信、设置第三通讯模块8 实现产油量检测仪10与主控制器1的通信，满足主控平台、动液面套压检测仪9、变频器14和储油罐的灵活放置，可靠稳定；主控制器1上连接的触摸屏2、存储器3和定时器4的目的分别是便于输入油井初始动液面高度和油井套管环空初始套压、存储抽油过程中各种参数、设定气泵9-6的工作时间间隔，实现监测动液面高度变化，稳定动液面；气泵9-6产生次声波探测油井深度，采用声波采集器9-2获取次声波回波信号探测油井深度，利用油井实测深度与设定深度比较调节变频器14输出频率，进而控制抽油机的冲次，同时利用压力传感器9-3采集油井环空内压力，利用压力变化调节电磁阀18开闭，进而实现油井环空内压力调节，有助于稳定动液面，使抽油机处于最佳抽油状态；交流接触器13通过继电器11与信号继电器5连接的目的是利用信号继电器5驱动继电器11进而带动交流接触器13通电或断电，实现电动机的稳定供电。
本实施例中，所述声波采集器9-2和压力传感器9-3均通过A/D转换模块9-4与检测控制器9-1的输入端相接，气泵9-6通过开关模块9-5与检测控制器9-1的输出端相接。
需要说明的是，声波采集器9-2和压力传感器9-3采集的信号均为模拟信号，A/D转换模块9-4可将该模拟信号转换为检测控制器9-1可识别的数字信号，实现油井动液面与套压数据采集的预处理，减少主控制器1 的工作量，且数字信号传输过程中抗干扰性强。
本实施例中，所述检测通讯模块9-7、第一通讯模块6、第二通讯模块7和第三通讯模块8为有线通讯模块或无线通讯模块。
需要说明的是，实际油井一般处于空旷的野外，检测通讯模块9-7、第一通讯模块6、第二通讯模块7和第三通讯模块8为有线通讯模块时，可稳定信号传输；检测通讯模块9-7、第一通讯模块6、第二通讯模块7 和第三通讯模块8为无线通讯模块时，可简化通信线路，设备布线灵活。
本实施例中，所述有线通讯模块为RS485串口通讯模块，所述无线通讯模块为ZIGBEE无线通讯模块。
本实施例中，所述存储器3为FLASH存储器和RAM存储器。
本实施例中，所述声波采集器9-2为微音器。
本实施例中，所述主控制器1和检测控制器9-1均为STM32F205控制器。
本实用新型使用时，利用气泵产生次声波探测油井深度，采用声波采集器获取次声波回波信号探测油井深度，利用油井实测深度与设定深度比较调节变频器输出频率，进而控制抽油机的冲次，同时利用压力传感器采集油井环空内压力，利用压力变化调节电磁阀开闭，进而实现油井环空内压力调节，有助于稳定动液面，使抽油机处于最佳抽油状态。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。