專利名稱：智能采油控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制器，特別涉及一種用于抽油機(jī)節(jié)能自動(dòng)控制的智能采油控制器。
背景技術(shù)：
在石油開采過程中，為了保證抽油機(jī)的啟動(dòng)要求和在運(yùn)行時(shí)有足夠的過載能力，通常電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)功率較大，其抽油沖次(單位時(shí)間內(nèi)抽油次數(shù))較高，而電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)均以輕載運(yùn)行，因此造成抽油機(jī)與電動(dòng)機(jī)的荷載匹配不合理，加之油井逐漸老化，供液能力不斷下降，抽油沖次不變，抽油機(jī)輕載工作中存在著不同程度的“泵空”和“干抽”情況，這種“大馬拉小車”的現(xiàn)象不僅造成了抽油機(jī)功率因數(shù)的降低，抽油無(wú)效行程增加，浪費(fèi)大量電能，而且使抽油設(shè)備損耗加大，維護(hù)費(fèi)用增加。為此，人們?cè)鴩L試多種解決方案。
一、選擇合適的電動(dòng)機(jī)，改變油田“大馬拉小車”的現(xiàn)象。在油田開發(fā)中，選擇電動(dòng)機(jī)功率主要考慮電機(jī)發(fā)熱、過載能力和啟動(dòng)能力三個(gè)因素。對(duì)抽油機(jī)來(lái)講，按抽油機(jī)平均負(fù)荷考慮電機(jī)發(fā)熱確定的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)能力不能滿足抽油機(jī)啟動(dòng)的要求，選用普通電機(jī)就要增大電機(jī)容量以增大啟動(dòng)能力，這就是造成“大馬拉小車”的根源。所以采取措施可以改善這種狀況，但不可能完全根除這個(gè)現(xiàn)象。
二、采用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)(或雙速電動(dòng)機(jī))，在抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成之后，再輸入較小的電功率來(lái)維持抽油機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此種方案可以達(dá)到一定的節(jié)能效果，但不能解決抽空時(shí)對(duì)抽油機(jī)械的磨損和電能浪費(fèi)的難題。該方法不是徹底解決抽空問題的方案。
三、采取就地?zé)o功補(bǔ)償措施，即提高系統(tǒng)功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)約能源的目的，但不能解決抽空時(shí)的機(jī)械損耗問題，而且有功損耗的節(jié)能效果并不是非常理想。
四、采用抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)壓控制器，它改變當(dāng)前油田變負(fù)載電動(dòng)機(jī)以恒定電壓供電運(yùn)行的不經(jīng)濟(jì)狀況，能夠跟隨負(fù)載變化調(diào)整電動(dòng)機(jī)的供電電壓，從而使抽油機(jī)的整體運(yùn)行效率得以提高。這樣的控制方案可以達(dá)到相當(dāng)好的節(jié)能效果，但是控制實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而且成本較高，系統(tǒng)穩(wěn)定性很難達(dá)到抽油機(jī)全天候工作的要求，而且對(duì)解決抽油機(jī)的機(jī)械磨損問題效果不大。
五、采用定時(shí)工作方式，即固定時(shí)間使抽油機(jī)間歇工作。此方法解決了抽空時(shí)對(duì)機(jī)械的磨損與損耗。但時(shí)間的設(shè)定是一個(gè)難題，無(wú)確切依據(jù)來(lái)確定時(shí)間，使得油藏量達(dá)到滿抽條件時(shí)，不能及時(shí)啟動(dòng)抽油機(jī)，只能造成油井產(chǎn)量下降。
而在石油開采的過程中，每一口井的地質(zhì)參數(shù)都不相同，同一口井在不同時(shí)間的地質(zhì)參數(shù)也是變化的，所以必須有一種智能控制器對(duì)各種油層變化進(jìn)行智能的監(jiān)測(cè)，對(duì)采油過程進(jìn)行自動(dòng)的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種既可以保證抽油機(jī)有較高的充滿度，不做無(wú)用功，減少低效和無(wú)效空抽，同時(shí)也使抽油機(jī)由固定不變的機(jī)械運(yùn)行變?yōu)榭焖賱?dòng)態(tài)響應(yīng)的智能運(yùn)行，徹底解決油田空抽、低效率、做無(wú)用功等問題，達(dá)到降低抽油機(jī)的機(jī)械磨損與節(jié)約能源的目的的智能采油控制器。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括設(shè)置在油井內(nèi)的傳感器，傳感器的輸出端與放大濾波電路的輸入端相連接，放大濾波電路的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與中央控制器的輸入端相連接，中央控制器的輸出端通過繼電器與抽油機(jī)相連接。
本實(shí)用新型在油井內(nèi)還設(shè)置有與中央控制器相連接的溫度傳感器；中央控制器為DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片。
本實(shí)用新型通過智能控制器自動(dòng)測(cè)知油井的實(shí)際工作參數(shù)，當(dāng)抽油機(jī)處于相對(duì)輕載即半撈或空撈時(shí)，使油機(jī)停止工作，只有當(dāng)油井內(nèi)液體的蓄積量能夠滿足再次連續(xù)滿抽的條件時(shí)，抽油機(jī)才能在此啟動(dòng)運(yùn)行，這樣既可以保證抽油機(jī)有較高的充滿度，不做無(wú)用功，減少低效和無(wú)效空抽，同時(shí)也使抽油機(jī)由固定不變的機(jī)械運(yùn)行變?yōu)榭焖賱?dòng)態(tài)響應(yīng)的智能運(yùn)行，徹底解決油田空抽、低效率、做無(wú)用功等問題，達(dá)到降低抽油機(jī)的機(jī)械磨損與節(jié)約能源的目的。


附圖是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參見附圖，本實(shí)用新型包括設(shè)置在油井內(nèi)的傳感器1和溫度傳感器7，傳感器1的輸出端與放大濾波電路2的輸入端相連接，本實(shí)用新型的放大濾波電路采用壓控電壓源二階帶通濾波電路，放大濾波電路2的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3采用ads7813模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3的輸出端與中央控制器4的輸入端相連接，中央控制器4的輸出端通過繼電器5與抽油機(jī)6相連接，溫度傳感器7還與中央控制器4相連接，本實(shí)用新型的中央控制器4的CPU為高性能的DSP(數(shù)字信號(hào)處理)芯片，它區(qū)別于一般單片機(jī)最大的特點(diǎn)就是擁有超快的運(yùn)行速度，執(zhí)行一條指令僅需16.7-ns，為當(dāng)前較為流行的16位196單片機(jī)的1/10。而且DSP為精簡(jiǎn)指令集CPU，幾乎所有指令都為單周期指令，同時(shí)還具有并行運(yùn)行指令和流水線的功能，所以，真正運(yùn)行中DSP的運(yùn)行速度是16位196單片機(jī)的50倍以上。如此高速DSP的應(yīng)用，使得控制器的核心技術(shù)(軟件)擁有一個(gè)高級(jí)的平臺(tái)，使得控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快，計(jì)算精度更高，控制性能更強(qiáng)大、更完善。
智能采油控制器采集傳感器1的信號(hào)，進(jìn)行放大濾波電路2和、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3，中央控制器4的對(duì)采集來(lái)的數(shù)字信號(hào)建立相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)，同時(shí)對(duì)被控對(duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行模糊邏輯推理和控制，使得智能采油控制器能夠非常準(zhǔn)確測(cè)知油井的實(shí)際工作參數(shù)。當(dāng)油井的實(shí)際工作參數(shù)滿足設(shè)定的條件時(shí)，首先根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)入運(yùn)行周期，在運(yùn)行周期結(jié)束，進(jìn)入停機(jī)周期之前，判斷油井的實(shí)際工作參數(shù)是否滿足設(shè)定的條件，滿足，中央控制器4發(fā)出運(yùn)行延時(shí)命令通過繼電器5使抽油機(jī)6延時(shí)工作；否則，中央控制器4發(fā)出停機(jī)命令，抽油機(jī)6進(jìn)入停機(jī)周期，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。在停機(jī)周期中，中央控制器4監(jiān)測(cè)油井的工作情況，實(shí)際工作參數(shù)滿足設(shè)定的條件時(shí)，中央控制器4發(fā)出開機(jī)命令，抽油機(jī)6開始工作?？紤]到冬天氣溫較低，一旦抽油機(jī)6停止工作，輸油管容易凍結(jié)，所以由溫度傳感器7檢測(cè)環(huán)境溫度，故在環(huán)境溫度低于設(shè)定的門限值時(shí)，中央控制器4控制抽油機(jī)6運(yùn)行，直到環(huán)境溫度高于門限值。在整個(gè)運(yùn)行過程中，將油井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，供操作人員在設(shè)定參數(shù)時(shí)參考。
本實(shí)用新型以現(xiàn)代的數(shù)字控制、智能高功效的采油方式。在不降低采油產(chǎn)量的情況下，使抽油機(jī)由固定不變的機(jī)械運(yùn)行變?yōu)榭焖賱?dòng)態(tài)響應(yīng)的智能運(yùn)行，徹底解決油田空抽、低效率、做無(wú)用功等問題，不但大大降低了電能消耗，同時(shí)大大延長(zhǎng)了采油設(shè)備的使用壽命，極大地降低了油田石油的開采成本。
權(quán)利要求1.一種智能采油控制器，其特征在于包括設(shè)置在油井內(nèi)的傳感器(1)，傳感器(1)的輸出端與放大濾波電路(2)的輸入端相連接，放大濾波電路(2)的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(3)的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(3)的輸出端與中央控制器(4)的輸入端相連接，中央控制器(4)的輸出端通過繼電器(5)與抽油機(jī)(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能采油控制器，其特征在于所說(shuō)的在油井內(nèi)還設(shè)置有與中央控制器(4)相連接的溫度傳感器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能采油控制器，其特征在于所說(shuō)的中央控制器(4)為DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片。
專利摘要一種智能采油控制器，包括設(shè)置在油井內(nèi)的傳感器，傳感器的輸出端與放大濾波電路的輸入端相連接，放大濾波電路的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與中央控制器的輸入端相連接，中央控制器的輸出端通過繼電器與抽油機(jī)相連接。本實(shí)用新型通過智能控制器自動(dòng)測(cè)知油井的實(shí)際工作參數(shù)，當(dāng)抽油機(jī)處于相對(duì)輕載即半撈或空撈時(shí)停止工作，只有當(dāng)油井內(nèi)液體的蓄積量能夠滿足再次連續(xù)滿抽的條件時(shí)，才啟動(dòng)運(yùn)行，這樣既保證抽油機(jī)有較高的充滿度，減少低效和無(wú)效空抽，同時(shí)也使抽油機(jī)由固定不變的機(jī)械運(yùn)行變?yōu)榭焖賱?dòng)態(tài)響應(yīng)的智能運(yùn)行，徹底解決油田空抽、低效率、做無(wú)用功等問題，達(dá)到降低抽油機(jī)的機(jī)械磨損與節(jié)約能源的目的。
文檔編號(hào)G05B15/02GK2914152SQ20062007900
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者任文靜, 陸濤 申請(qǐng)人:蹇曉明