[发明专利]远程连续液面测量及油井间抽智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及抽油机控制系统，具体涉及一种远程连续液面测量及油井间抽智能控制系统。

技术背景

在油田开发过程中，当油井的渗透能力低于抽油机设计抽油能力的时候，油井则处于供液不足的状态。为了节约电能，减少抽油机的机械磨损，提高设备的效率，一般采用的方法是对油井实行间抽制度。最早的间抽井是由人工进行启停，因此间抽制度必须要同员工工作制度相一致，由于未考虑井下实际供液情况，就有可能产生以下两种情况；其一，间隔时间设置太短,结果是井下供液还未恢复到合适值抽油机又开始工作了，结果造成电能浪费；其二，间隔时间设置太长，结果是井下供液恢复时间过长，有效的工作时间缩短,结果造成产量下降。然而，随着科技的发展，人们研制了自动间抽控制器，通过该控制器可以以小时为单位任意设定起机时间和停机时间，到达设定时间点后，自动执行启停操作。但是在确定间抽制度时需要对抽油机进行人工启停操作，并需要工作人员到现场连续测试动液面，确定间抽时间，这样就不能及时开关抽油机，因而就增加了空采率，降低了抽油机井效率，而且操作和管理都不方便，增加了抽油机井成本，不利于油田的发展。

为了在开机状态下判断油井当前是否处于供液不足的状态，现有技术的方法是测量抽油机距在上、下冲程死点某一位置时的电机功率消耗的数值。当该数值低于某一事先设定的数值时，便认为油井处于供液不足的状态。为此，该方法需要在测量电机功率消耗的同时，还必须测出相应的冲程位置以便确定冲程的死点。这种方法的主要缺点是：为了获得油井的供液状态信息，需要同时测量两个有关物理量，其中，冲程位置的测量需要在抽油机的游梁或支架等露天部位安装位置传感器或其它电子测量元件，同时还要通过较长的引线将测量信号送到抽油机的控制装置中。这样会使得抽油机的控制装置的安装过程相当繁琐，而传感器过多以及传感器信号引线过长不仅容易导致信号衰减、故障频繁发生，而且容易被盗窃或损坏，从而给用户带来诸多使用上的不便；此外，由于相应的控制、检测装置所使用的器件较多，使得抽油机的控制装置的造价较高，给用户增加了不必要的经济负担。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种油井远程连续液面测量及间抽井智能控制系统。

 本发明的技术方案为：

一种远程连续液面测量及油井间抽智能控制系统，其特殊之处在于：包括井口装置、液面测量装置、液面数据采集装置、无线网络系统、中心接收单元、中心控制系统、液面数据处理系统、智能间抽控制系统以及电机配电箱；所述液面测量装置与井口装置相连接，液面数据采集装置与液面测量装置相连接；所述无线网络系统与液面数据采集装置相连接；中心接收单元与无线网络系统相连接；中心控制系统与中心接收单元相连接；所述液面数据处理系统与液面数据采集装置相连接；智能间抽控制系统与液面数据处理系统相连接；电机配电箱与智能间抽控制系统相连接。

上述液面测量装置包括电控气爆发声装置，所述电控气爆发声装置由依次连接的控制电路、微型气泵、储气筒、电磁阀及气管组成。

上述液面数据采集装置由依次连接的回波采集模块、温度、压力采集模块、通信传输模块以及中央处理器（CPU）组成。

上述中心接收单元由互相连接的GSM/GPRS收发模块、SIM卡、SIM卡座、天线、电源系统以及通信接口组成。 

上述中心控制系统由互相连接的中心接收单元、通讯接口、监控计算机系统、内部网络系统以及用户终端组成。

上述回波采集模块由相互连接的微音器、A/D转换器、存储器、CPU以及外围辅助电路组成；其中，A/D转换器采用高性能芯片，用于回波和压力信号采集；存储器选用容量为16Mbits，可连续储存100次以上的液面测量数据。

上述温度、压力采集模块由压力传感器和温度传感器组成，其中压力传感器采用SM24Y02应变式压力传感器；温度采集模块采用GPRS模块内部传感器。

上述通信传输模块采用SIM300D GPRS/GSM通信模块用于数据收发，每个模块使用一块SIM卡对应一个手机号码。

上述中央处理器选用Atmel公司AVR系列单片机，具体采用Atmega168V单片机，Flash内存容量为16K字节，SRAM1K字节，EEPROM为512字节。

上述液面数据处理系统采用先进的软件算法，利用快速傅立叶变换，通过频谱分析能够自动获得精确的音速；通过对原始信号进行数字滤波，使液面回波更加清晰容易分辨，软件自动识别率高。