[实用新型]一种潜油螺杆泵转速智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种潜油螺杆泵转速智能控制系统，尤其指一种潜油螺杆泵转速根据不同工况呈非线性变化的潜油螺杆泵转速控制系统。

背景技术

潜油螺杆泵采油系统（Electrical-submersible-motor-driven progressing cavity pumping system，简写为ESPCP），它是井下潜油电机直接驱动螺杆泵转子高速转动实现举升的机械采油设备。与其它人工技术比较，潜油螺杆泵采油技术由于适宜于高粘度、高含砂量原油的开采、同比采油量能耗低、不存在杆管偏磨问题、适宜于斜井和水平井作业、机组井上部分占地面积小等特点，目前已在石油开采中得到日益广泛的应用。

潜油螺杆泵采油系统控制涉及转速调节、智能优化算法、信号采集、信号处理与通讯控制等方面。在下潜深度、泵规格一定的条件下，转速是最主要、甚至是唯一可调的参数，因此潜油螺杆泵采油系统的控制优化实质主要为转速的优化。石油开采中工况比较复杂，影响因素较多，有原油黏度、井下温度、含砂量、含水量等，而且各个参数时时变化。如对影响因素不进行监控反馈并改变转速，必将影响潜油螺杆泵的使用寿命。

为解决上述问题，通常采用的策略是实施变频调速。目前国内有人对潜油螺杆泵采油系统转子转速调控技术进行研究，建立了由可编程控制器控制变频器，从而调节电机转速，以达到控制螺杆泵转速的目的。通过环空动液面测量仪和流量计采集的信号传送至可编程控制器，可编程控制器根据控制模型改变变频器频率，从而控制泵的转速；并根据实际生产情况确定了优先级控制模型，一级为软启动模型、二级为基于动液面的速度调控模型、三级为基于容积效率的泵转速优化模型。但该方法尚有缺点，特别是可编程控制器根据控制模型改变变频器频率时，该控制模型必须综合考虑诸如油井的工况参数、螺杆泵自身物理和几何参数、螺杆泵的机械效率和容积效率等因素对转速的影响，仅仅考虑各个工况参数对螺杆泵转速的影响，而没有考虑工况参数之间的耦合关系以及其它影响因素是不全面的，并不能真正实现螺杆泵转速的优化，提高螺杆泵的使用寿命。

为此，提供一种潜油螺杆泵转速智能控制系统及方法，改善上述技术的缺失，能够全面的考虑影响螺杆泵转速的影响因素以及影响因素之间的耦合关系，显著地提高了转速控制系统的准确性并延长潜油螺杆泵的经济使用寿命。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种潜油螺杆泵转速智能控制系统，可以显著地提高转速控制系统的准确性并延长潜油螺杆泵的经济使用寿命；本实用新型涉的另一目的在于提供一种潜油螺杆泵转速智能控制系统，可实现螺杆泵的转速能根据油井及泵的工况进行实时调节，达到螺杆泵高效节能的功能。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种潜油螺杆泵转速智能控制系统，其特征在于：所述系统包括检测模块、控制器和执行部分；其中检测模块由数据采集卡和传感器组成，控制器由计算机组成，执行部分由变频器和电机组成；

计算机的信号输入端连接变频器的信号输入端，变频器的信号输出端连接电机信号输入端，电机信号输出端分别连接传感器信号输入端，传感器信号输出端连接数据采集卡信号输入端，数据采集卡信号输出端连接计算机信号输入端。

所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器。

所述控制器的计算机中包括软件控制平台和智能优化算法模块。

与其它的潜油螺杆泵转速控制技术相比，本实用新型的潜油螺杆泵转速智能控制系统以及方法可综合考虑影响螺杆泵经济使用寿命的因素，建立一个融合多参数于一体的最优转速匹配模型，适时、适量地调整转速，改善上述现有技术的缺点，使潜油螺杆泵正常运转，极大地提高转速控制系统的准确性并延长潜油螺杆泵的经济使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型的基本结构示意图；

具体实施方式：

本实用新型所述潜油螺杆泵转速智能控制系统设置在潜油螺杆泵采油系统电子装置中，用于调节采油系统转速。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1为本实用新型的基本结构示意图，如图所示，潜油螺杆泵转速智能控制系统包括检测模块、控制器和执行部分。

其中检测模块由多个传感器和数据采集卡组成，传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器；在潜油螺杆泵采油正常工作时，检测不同工况条件下的参数并将检测到的参数输出。各个传感器对采油系统运转情况下的工况参数进行实时监控，并将系统参数通过数据采集卡传递给计算机。