[实用新型]基于井下多参数实时监测的螺杆泵采油控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田开采领域的作业工具，特别是指一种基于井下多参数实时监测的螺杆泵采油控制装置。

背景技术

目前，螺杆泵采油系统作为一种重要的机械采油系统，和常规游梁式抽油机采油系统相比，取消了复杂的四连杆机构和巨大的基座，而只需在螺杆泵顶端安装电机驱动螺杆泵旋转，其装机所需功率大大降低，且泵效比普通游梁抽油机高出10％～20％。但螺杆泵采油系统自身的一些缺点也限制了该技术的大规模推广应用，例如：螺杆泵在工作时必须保证井下合理的动液面高度，如果动液面过低，会使螺杆泵供液不足，螺杆泵的转子和定子之间发生干磨而温度过高，导致螺杆泵使用寿命降低，严重时还会导致定子烧毁，螺杆泵损坏；此外，动液面过低还会使螺杆泵空转，产生无效抽取，浪费电力资源。

为了解决上述的缺点，必须知悉螺杆泵采油油井的井下温度、压力、含水率、动液面高度、套压等参数，根据这些参数运算得出螺杆泵最适宜的工作转速，并通过这些参数的随时变化来实时调整螺杆泵的工作状态。在上述多种参数的实际测试中，含水率和动液面的测试相对比较困难。其中，公知的对含水率的测试主要采用井口人工取样化验的方法，其测试结果不能及时、连续地反映油井整个生产过程的含水变化情况，同时增加了工人的劳动强度；也有业者采用较为先进的在线仪表对含水率进行测试，但是在线仪表受油液含气或间出(非满管流)等影响，一般测得的含水率误差较大，不能准确反应实际情况。而在动液面高度的测试方面，公知的测试方法是在井口采用回声法，即在井口向井下发射信号，再采集触底返回的信号，通过波速和行程时间来计算井口到动液面高度的距离，但是受套管环空内泡沫段及井壁结蜡等因素的影响，这种回声测试方法误差较大(误差常高达几十米到几百米不等)，不能准确反应井下实际情况。由上述测试方法所得到的具有较大误差的井下参数，再通过运算反馈给螺杆泵时，螺杆泵的运行状态显然不是井下实时工况所需要的最佳运行状态，于是仍然存在螺杆泵供液不足、温度过高导致的使用寿命降低，甚至定子烧毁的风险；此外，抽油过程也仍然存在螺杆泵空转，浪费电力资源的问题。

因此，很有必要开发研究一种螺杆泵采油控制装置，用以进一步优化螺杆泵的工作状态。这种控制装置能够测得井下各种参数，通过运算得出螺杆泵最适宜的工作转速，并实时地反馈给螺杆泵控制装置对螺杆泵进行实时调整，更重要地，这种控制装置基于井下多参数的实时监测仪器，能够测得更为准确的井下参数，由此使其始终在井下实时工况最适宜的功率状态下运行，减少低效甚至无效抽取，从而达到高效节能、降低机器损耗、减少维护成本，同时增加螺杆泵使用寿命的积极效果，为数字化油田建设奠定基础，对油井产能建设及措施调整具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的，即是提供一种基于井下多参数实时监测的螺杆泵采油控制装置，期望通过在螺杆泵底端连接井下多参数测试仪，来获取准确的井下参数，以克服背景技术中所述的缺陷。

上述本实用新型的目的，是由以下的技术方案所实现：

本实用新型提供一种基于井下多参数实时监测的螺杆泵采油控制装置，包括位于地面的用以接收和运算井下参数的数据采集及控制装置，接收所述数据采集及控制装置的运算结果、并发出螺杆泵转速控制指令的变频调速装置，以及设置于与螺杆泵相连的光杆顶端、受所述变频调速装置控制并驱动螺杆泵转动的电机，所述的螺杆泵采油控制装置在油井下，位于螺杆泵的底端还连接有一内设有多个传感器的井下多参数测试仪，所述井下多参数测试仪具有一壳体，壳体上设有一马龙头，一测井电缆的一端密封穿设所述的马龙头而伸入井下多参数测试仪内部，而所述测井电缆的另一端沿油管外壁向上延伸出井口外，并通过井口套管管汇连接于所述的数据采集及控制装置。

如上所述的螺杆泵采油控制装置，所述螺杆泵的底端通过一接箍连接有一托筒，而所述井下多参数测试仪的壳体外壁上设有悬挂件，并通过悬挂件悬挂固定在托筒内。

如上所述的螺杆泵采油控制装置，所述油管的外壁环设有多个电缆保护器，各电缆保护器上设有用于穿接测井电缆的孔道；所述螺杆泵的底端通过一锚定装置固定于套管内壁上，而所述锚定装置上亦设有穿接测井电缆的孔道；所述测井电缆的一端穿设各个电缆保护器上的孔道，并穿设锚定装置上的孔道，而与所述的马龙头密封连接。

如上所述的螺杆泵采油控制装置，所述的井下多参数测试仪的壳体内部自上而下顺序设置有容置电路板的电路部及容置各传感器的传感部。