專利名稱：一種采油機(jī)的工作制度自動(dòng)適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采油的工作制度自動(dòng)適應(yīng)控制方法。
油田采油時(shí)，由于生產(chǎn)壓力過大或采出速度過高引起嚴(yán)重的內(nèi)部微粒運(yùn)移，出砂、流體向井底流動(dòng)過程中、流體壓力、溫度引起無機(jī)垢沉積和有機(jī)垢沉淀，以及由于壓力下降原油脫氣出現(xiàn)多相流動(dòng)。都將引起原油有效滲透率下降，油井表皮因子增加、損害了油層，降低了油井自然產(chǎn)量。因此采油生產(chǎn)過程中油層損害的因素，可歸納為生產(chǎn)壓差或采出速度不合理、油層出砂、結(jié)垢、原油脫氣等。
地層壓力是原油從地層流向井底的動(dòng)力，保持地層壓力可使達(dá)到同一產(chǎn)量的油井維持較高的井底壓力。可以延緩或減少原油中溶解氣在采油生產(chǎn)中的逸出時(shí)間，提高采收率，增加原油粘度，使原油流動(dòng)能力減弱。保持地層壓力對(duì)結(jié)垢。析蠟有抑制作用，還可以減輕油層的出砂趨勢(shì)。
目前國(guó)內(nèi)采油是通過人工定期采用儀器測(cè)井，取得一定數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析后人工改變抽油機(jī)的工作參數(shù)，以求得暫時(shí)的適應(yīng)。由于定期測(cè)井的滯后性和人工分析的不準(zhǔn)確性，使得采油效率不高、油層容易遭到破壞。
本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)控制采油機(jī)沖程、沖次變化，使得采出速度與地下油流壓力在動(dòng)態(tài)變化中相應(yīng)適應(yīng)，既能充分保護(hù)地下油層，又能滿足油藏工程要求的前提下，最大限度地提高采油量的采油機(jī)的工作制度自動(dòng)適應(yīng)方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的關(guān)鍵是在采油機(jī)運(yùn)行的多種工作制度下，由安裝在采油機(jī)懸繩器上的載荷傳感器，將采油過程中的載荷數(shù)碼信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給可編程序控制器PLC，井下壓力傳感器將采油過程中的井下油流數(shù)碼信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給可編程序控制器PLC，采油機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)從低沖次、短沖程向長(zhǎng)沖程、高沖次遞進(jìn)，提高采出速度；當(dāng)載荷信號(hào)反映欠載或空載時(shí)，或井下流體壓力信號(hào)下降時(shí)，可編程序控制器PLC通過模式識(shí)別確認(rèn)后指令采出速度開始降低，直至上述信號(hào)恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，保持采出速度，反之亦反。
本發(fā)明所提供的方法可將載荷數(shù)碼、井下壓力信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，并根據(jù)井下壓力、采油機(jī)載荷、采油機(jī)的工作制度三者數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化組態(tài)，在穩(wěn)定油流壓力和采油機(jī)載荷充足的前提下，對(duì)采油機(jī)的工作制度進(jìn)行優(yōu)化編程，并指令變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)采油。使采油機(jī)能夠隨時(shí)自動(dòng)跟蹤進(jìn)下油流壓力變化和采油機(jī)載荷變化，自動(dòng)改變采油機(jī)的工作制度。達(dá)到最大限度提高采油量，提高經(jīng)濟(jì)效益，既能充分保護(hù)地下油層，又能滿足油藏工程要求。使油田開發(fā)以較少的投入獲得最佳的效果。
本發(fā)明具體方法如下所述井下壓力信號(hào)除可取自于井底壓力傳感器外，還可以取自于井口壓力傳感器或井口液位傳感器。由于這種方式不能直接取得井底信號(hào)，因此，所得參數(shù)需經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算后，間接取得井底壓力參數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了井下安裝壓力傳感器的成本，缺點(diǎn)是通過井口液位傳感器或井口壓力傳感器取得井下參數(shù)是間接的，精確度稍差。
井下壓力傳感器將井下信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸給PLC(靜態(tài)壓力)，PLC按事先設(shè)置的每分鐘不同的沖次、沖數(shù)和沖程、距離參數(shù)指令變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行抽采運(yùn)行。在一定的時(shí)間內(nèi)，不同的沖次、沖數(shù)、沖程距離使采出的液量不同，同時(shí)也使井下壓力傳感器傳輸給PLC的動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，當(dāng)井下流體壓力的變化低于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時(shí)，采油機(jī)的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)為泵載不滿或空載。使產(chǎn)液量降低，同時(shí)會(huì)使油層出砂，油氣分離等問題出現(xiàn)，破壞油層產(chǎn)油。
當(dāng)井下流體壓力的變化等于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時(shí)，采油機(jī)的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)為泵載充滿或滿載，使產(chǎn)液量穩(wěn)定。同時(shí)會(huì)使油層得到保護(hù)。
當(dāng)井下流體壓力的變化大于相應(yīng)的采出速度(沖次、沖程)時(shí)，采油機(jī)的載荷傳感器傳輸給PLC的數(shù)據(jù)信號(hào)無欠載或空載時(shí)，說明采出效率低，產(chǎn)液量還有增長(zhǎng)的余地，應(yīng)加大采出速度(沖次、沖程)，最大限度的提高產(chǎn)液量，提高經(jīng)濟(jì)效益。
由于油田的開發(fā)是在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行的，地質(zhì)、油藏及注入壓力等諸多原因使地下流體壓力每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，同時(shí)，由于采油機(jī)對(duì)井下液體不斷的采出，也使井下流體的壓力每時(shí)每刻發(fā)生著變化。對(duì)于油田來說，最大限度的采出是第一位的，應(yīng)該是最有效益的。離開經(jīng)濟(jì)效益無從談及其它。但是，不考慮井下供液能力的采出速度會(huì)造成地下的破壞，會(huì)使油田開發(fā)期縮短。效益降低。因此，掌握地下的供液能力與采出速度之間的關(guān)系，通過采出速度(沖次、沖程)的變化引起地下流體壓力的變化，在載荷充足的情況下，通過采出速度的變化曲線，認(rèn)識(shí)了解并掌握地下流體壓力的變化規(guī)律，并使采出速度(沖次、沖程)隨著地下流體壓力的變化而得到即時(shí)相應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到在最大限度保證采出液量(經(jīng)濟(jì)效益)的前提下，使地下油層能夠得到充分的保護(hù)，使油田開發(fā)能獲得較長(zhǎng)時(shí)期的好的產(chǎn)出量。
實(shí)施工作步驟如下一、啟動(dòng)電源開關(guān)。
二、井下壓力傳感器將井下流體壓力信號(hào)數(shù)值輸入PLC并存儲(chǔ)。
三、將設(shè)定的自動(dòng)采出速度(沖次、沖程)范圍輸入PLC，啟動(dòng)采油機(jī)運(yùn)行。
四、采油機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)從低沖次、短沖程向長(zhǎng)沖程、高沖次遞進(jìn)，提高采出速度。PLC同時(shí)采集并存儲(chǔ)井下流體壓力傳感器提供的壓力變化曲線和采出速度(沖次、沖程)曲線以及載荷傳感器提供的每個(gè)沖次、沖程的載荷變化曲線。
五、PLC對(duì)采油機(jī)運(yùn)行中的三種動(dòng)態(tài)曲線進(jìn)行分析處理。
(1)當(dāng)出現(xiàn)載荷曲線(欠載或空載)時(shí)，說明井下供液量不足，PLC通過模式識(shí)別確認(rèn)后指令采出速度(沖次、沖程)開始降低，直至載荷信號(hào)充滿或滿載時(shí)，采出速度保持穩(wěn)定。
(2)當(dāng)井下流體壓力曲線出現(xiàn)下降時(shí)，說明井下供液量不足，PLC通過模式識(shí)別確認(rèn)后指令采出速度(沖次、沖程)開始降低，直至井下流體壓力恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，采出速度(沖次、沖程)變化停止，保持穩(wěn)定不變。
(3)當(dāng)井下流體壓力曲線無下降現(xiàn)象時(shí)(載荷無欠載或空載的前提下)，說明井下供液量充足，PLC通過模式識(shí)別確認(rèn)后指令采出速度(沖次、沖程)，適當(dāng)上升，并保持長(zhǎng)時(shí)期較高的產(chǎn)液量狀態(tài)。
六、采油機(jī)運(yùn)行過程過程中，PLC在設(shè)定的調(diào)整范圍內(nèi)，始終實(shí)時(shí)的自動(dòng)根據(jù)井下流體壓力的上升與下降來調(diào)整采出速度(沖次、沖程)的上升與下降，并以穩(wěn)定的井下液體壓力為基礎(chǔ)，保持穩(wěn)定的采出速度(沖次、沖程)進(jìn)行采油。
權(quán)利要求
1．一種采油機(jī)的工作制度自動(dòng)適應(yīng)方法，其特征在于在采油機(jī)運(yùn)行的多種工作制度下，由安裝在采油機(jī)懸繩器上的載荷傳感器，將采油過程中的載荷數(shù)碼信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給可編程序控制器PLC，井下壓力傳感器將采油過程中的井下油流數(shù)碼信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給可編程序控制器PLC，采油機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)從低沖次、短沖程向長(zhǎng)沖程、高沖次遞進(jìn)，提高采出速度；當(dāng)載荷信號(hào)反映欠載或空載時(shí)，或井下流體壓力信號(hào)下降時(shí)，可編程序控制器PLC通過模式識(shí)別確認(rèn)后指令采出速度開始降低，直至上述信號(hào)恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，保持采出速度，反之亦反。
全文摘要
一種采油機(jī)的工作制度自動(dòng)適應(yīng)方法,本方法采用井下壓力傳感器和采油機(jī)上的載荷傳感器,由PLC采集采油機(jī)抽油過程中井下液體的壓力數(shù)值和載荷數(shù)值。通過PLC的程序控制,使采油機(jī)始終處于滿載、滿泵下運(yùn)行,并使采油機(jī)的工作制度始終自適應(yīng),能滿足井下液體流動(dòng)壓力的情況下進(jìn)行合理采油。本發(fā)明具有自動(dòng)識(shí)別地下油層狀況,最大限度提高采油效率,保護(hù)地下油層,防止抽空,防止油井出砂,節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1320761SQ0010613
公開日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者盧旭, 李瑩 申請(qǐng)人:盧旭, 李瑩