抽油机在线监测及自动控制技术研究与应用.pdf

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1、石油机械2012年第40卷第2期CHINAPETR0LEUMMACHINERY～51一●应用技术抽油机在线监测及自动控制技术研究与应用何建中(中国石油辽河油田公司高升采油厂)摘要目前抽油机井的自动控制技术仅限于井场范围内自动控制，对于远程监测的控制技术还没有完全实现。为此，研究了抽油机在线监测及自动控制技术，主要包括现场监测系统设计、通讯系统设计和中央监控系统设计。抽油机在线监测及自动控制系统在辽河油田高升采油厂雷家地区共实施35口井，全部实现动液面计算、功图算产、生产动态集中监测、动液面在线监测

2、及智能变频调速，实现了油井实时动态监测，提高了系统运行效率，收到了良好的应用效果。关键词抽油机在线监测自动控制系统效率节能降耗中图分类号：TE938文献标识码：A文章编号：1001—4578(2012)02—0o51—030引言1工作原理抽油机采油方式具有设备简单、操作方便、维抽油机在线监测及自动控制技术主要通过在线护费用和综合成本较低等优点，是国内外各大油田监测和录取抽油机的悬点载荷、位移数据及电参量优先使用的开采方式。但由于抽油机井位置分散，等参数，并通过通讯系统传输给中央监控系统，中对其进行

3、测试需要耗费大量的人力物力，而且人工央监控系统进行数据存储与处理后，进行动液面计采集周期较长，严重影响油田对抽油机井的有效管算、功图算产等计算处理，再结合网页显示软件与理。随着自动化技术、通信技术和计算机信号处理管理人员进行交互式沟通⋯。管理人员根据生产技术的不断提高，对抽油机井的自动控制技术也相情况对油井进行手动控制或自动闭环控制。自动闭继出现，但抽油机井的数据采集量较大，传输困环控制主要是根据设定的理想沉没度值对抽油机变难；另外，普通的通讯信号根本满足不了油田现场频电动机进行变频控制，调节抽油

4、机冲次，使抽油的实际使用要求。因此，大多数技术仅限于井场范泵始终在理想的沉没度范围内运行，从而大大提高围内的自动控制，对于远程监测的控制技术还没有抽油机系统的工作效率，达到节能降耗的目的。完全实现。针对上述问题，中国石油辽河油田公司高升采2设计方案油厂研究了抽油机在线监测及自动控制技术，主要分3个部分进行设计：①现场监测系统；②通讯系2。1现场监测系统统；③中央监控系统。这3部分的研究成功，使抽现场监测系统主要包括无线功图测试仪和优化油机井在线监测与自动控制得以实现。通过对抽油控制柜。机井的在线监

5、测与自动控制，不仅能够减少大量的2．1．1无线功图测试仪劳动力，而且还能够及时准确地获取抽油机井的各无线功图测试仪主要包括载荷传感器、位移传种工况参数，使油田管理人员能够及时地了解油井感器、单片机处理器、无线小单元和高能电池。其情况，并做及时调整，使抽油机系统一直保持在最工作原理为：载荷传感器和位移传感器每隔一定时优的效率下运行，从而延长抽油机使用寿命，降低间测试1次抽油机的悬点载荷和光杆位移，并将数生产成本，达到节能增效的目的。据传输给单片机处理器进行数据处理和信号转换，辽河油田2Ol1年科研项

6、目“机采在线节能控制系统”(2Ol1一KY一05)。一52一石油机械2012年第40卷第2期最后通过小无线单元将数据传送给优化控制柜的数(3)泵功图在线算产。据采集终端(RTU)，完成1次工作。2．1．2优化控制柜4现场应用情况优化控制柜主要包括RTU、变频器、’多功能控制模块、通讯模块和电参量模块。其工作原理抽油机井在线监测及自动控制系统在辽河油田为：RTU接收到无线功图测试仪的数据后，进行高升采油厂雷家地区共实施35口井，全部实现动数据转换和存储，并能现场绘制该井的光杆示功液面计算、功图算产、

7、生产动态集中监测、动液面图。电参量模块每隔一段时间测试1次电动机的电在线监测及智能变频调速，实现了油井实时动态监参量参数，传输给RTU存储。现场工作人员可直测，提高了系统运行效率。下面介绍2口最近转自接通过RTU进行数据和功图查看。RTU每隔一段动井的在线监测与控制跟踪情况。时间会将数据转换为通讯信号传输给通讯模块，通4．1雷64—24—2O井应用情况讯模块通过GPRS信号发送给中央控制系统的该井于2011年6月15日安装在线监测与自动GPRS无线路由器。通讯模块接收到中央控制系统控制系统，泵深2

8、000m，冲程5．4m，泵径4J4的控制命令后，传输给RTU，RTU将数据转换后mm。图1一图3为该井在线系统计算参数和功图传输给多功能控制模块，多功能控制模块根据指令变化情况。调节变频器，从而实现抽油机自动控制功能J。2．2通讯系统通讯系统主要包括无线小单元、RTU、通讯模块和GPRS无线路由器。其工作原理为：无线小单元将悬点载荷传输给RTU，RTU对数据信号进行转换，变成GPRS信号传输给通讯模块，通讯模块日期将GPRS信号发送给GPRS无线路由器，实现数据图1分离计量与在线系