精品文檔-下載后可編輯抽油機(jī)井功圖法閉環(huán)智能控制論文1控制系統(tǒng)硬件

控制系統(tǒng)硬件工作原理如圖2.1所示，控制裝置系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)裝置將實(shí)時(shí)檢測(cè)的抽油機(jī)井工況數(shù)據(jù)傳至現(xiàn)場(chǎng)控制裝置中的RTU模塊，經(jīng)通訊模塊傳送至中心控制系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)，系統(tǒng)自動(dòng)尋找優(yōu)化控制方案。經(jīng)過反饋—調(diào)節(jié)這樣不斷反復(fù)的閉環(huán)過程，變頻器不斷的調(diào)節(jié)輸出頻率，改變抽油機(jī)的沖次，從而實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井閉環(huán)智能控制[5]。(見圖2.1)。

2控制系統(tǒng)軟件

智能控制變頻系統(tǒng)軟件對(duì)動(dòng)液面深度的算法進(jìn)行了修正，得到根據(jù)壓力梯度計(jì)算動(dòng)液面深度算法如下所示，利用示功圖計(jì)算動(dòng)液面更加準(zhǔn)確[4-8]。式中，Pb為深井泵吸入口壓力，MPa；γt為油管中液體密度，kg/L；Wbu為泵功圖上載荷，N；Wbd為泵功圖下載荷，N；Hp為泵深，m；P為實(shí)測(cè)壓力梯度，MPa/100m。原理流程如圖2.2所示。軟件模型以面積最大，即泵效最高為原則，在升頻時(shí)，若功圖面積沒有減小，則認(rèn)為還沒能完全發(fā)揮油層供液能力，需繼續(xù)升頻；在降頻時(shí)，若面積不再增大，則認(rèn)為功圖已經(jīng)非常飽滿，不需要繼續(xù)降頻。通過調(diào)整、驗(yàn)證，不斷修正求出滿足設(shè)定動(dòng)液面的最佳工作頻率。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

抽油機(jī)井功圖法閉環(huán)智能控制系統(tǒng)在華北油田三個(gè)采油廠共實(shí)施65口井，全部實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面計(jì)算、功圖算產(chǎn)、動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)及智能變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了油井實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及調(diào)控，節(jié)省能耗的同時(shí)提高了系統(tǒng)效率。

3.1產(chǎn)液波動(dòng)井效果應(yīng)用

比較使用控制系統(tǒng)前后參數(shù)變化。結(jié)果表明，使用抽油機(jī)井示功圖閉環(huán)智能控制系統(tǒng)以后,充滿系數(shù)、耗電量得到了明顯的改善。油機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)前后的效果對(duì)比圖。結(jié)果表明,使用抽油機(jī)井示功圖閉環(huán)智能控制系統(tǒng)以后油井產(chǎn)液量得到了提升。由此可見，抽油井控制系統(tǒng)不僅使得供液不足井達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，而且對(duì)于供液充足的油井，當(dāng)使用合理的沉沒度時(shí)，產(chǎn)液量也會(huì)顯著提高，從而使經(jīng)濟(jì)效益提高。

3.2整體實(shí)施效果及效益

2022年以來在華北油田三個(gè)采油廠65口井上部署了抽油機(jī)井功圖法閉環(huán)智能控制系統(tǒng)，應(yīng)用該技術(shù)后，在保證產(chǎn)液量不降的前提下，通過閉環(huán)控制使示功圖的充滿程度明顯提高，單井運(yùn)行電流平均下降了27.26A，日節(jié)電65kWh，增油4717噸。預(yù)計(jì)65口井年節(jié)電117.58萬kWh，節(jié)電效益84.66萬元，平均系統(tǒng)效率提高4.6%。

4結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)功圖法閉環(huán)智能控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抽油機(jī)工作參數(shù)，并遠(yuǎn)程調(diào)控協(xié)調(diào)狀況，無需人工干預(yù)，具有實(shí)時(shí)性、自適應(yīng)的智能化特點(diǎn)。(2)基于動(dòng)液面控制的功圖法閉環(huán)智能控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)供液波動(dòng)井的能耗、供液充足井的增產(chǎn)的調(diào)控，不僅是從節(jié)約節(jié)電成本的角度衡量其經(jīng)濟(jì)效益，更實(shí)現(xiàn)了油井生命期內(nèi)的效益