[发明专利]一种抽油机井自动控制方法

说明书

本发明提供一种抽油机井自动控制方法，涉及油田采油技术领域。该方法包括：采集电参数数据并进行降噪处理；寻找抽油机当前运行最优冲次；通过实测电流、电压、功率因数计算电功率，并计算电参数和电功率数据的特征值；通过上述特征值对抽油机井进行泵抽空判断，对抽油机进行实时自动控制，通过上述特征值还能诊断抽油机井皮带断裂、柱塞遇卡、抽油杆脱断三种紧急故障，实现紧急故障停井功能和报警；本发明的控制方法中还包括的低产高耗油井的自动间抽控制，自动寻找最佳停井时间和油井运行时间，为油田现场提供可参考的间抽制度；通过本发明的抽油机井自动控制方法，可以实现油田稳产降耗的目的。

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，尤其涉及一种抽油机井自动控制方法。

背景技术

在油田生产过程中，由于不同的地层供液能力，抽油机井的产液能力也不尽相同，因此针对不同的抽油机井需要设置不同的抽汲参数，以达到冲次与供液能力相匹配的效果，不仅能保证产液量，还能降低能耗，提高经济效益。传统的抽油机参数调整普遍通过测量示功图进行：利用地面示功图计算井下泵功图，并通过泵功图计算产液量，然后根据产液量调整参数；计算示功图面积，经过分析对比调整参数。在此过程中，需要测量示功图，有线实时采集示功图需要安装位移传感器和载荷传感器，而且需要在抽油机铺设电缆，安装不便，不易维护；无线实时采集示功图，传输不稳定，而且闭环控制实时性差。目前很多油田现场通过变频器对电机进行调速，从而调节抽油机冲次，而变频器前的电参数有功功率与悬点载荷通过扭矩平衡可以建立紧密的联系，因此电参数可以反映井下工况，但是只利用电参数实现无传感器的自动控制却没有实现过。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种抽油机井自动控制方法，使用抽油机的电参数实现油井连续运行过程中井前实时闭环控制，根据油井供液情况实现间抽运行过程中启停时间自适应整定的智能间抽控制。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种抽油机井自动控制方法，包括使用抽油机的电参数实现油井连续运行过程中井前实时闭环控制和根据油井供液情况实现间抽运行过程中启停时间自适应整定的智能间抽控制；

所述油井连续运行过程中井前实时闭环控制的具体步骤如下：

步骤1：抽油机运行过程中，高速采集有杆泵抽油机井变频器前的输入电流、电压、有功功率和功率因数；

步骤2：将步骤1测得的有功功率进行均值滤波，消除电网噪声干扰，并获得一个完整周期有功功率曲线；

步骤3：通过获得的有功功率曲线，提取有功功率数据的特征值，对当前抽油机井的运行冲次进行寻优，使抽油机井在最优冲次下运行；

步骤4：对抽油机井进行实时连续控制；

抽油机以最优冲次运行时，以得到的电功率特征值为设定值，被控对象为电机，通过控制变频器实现电机调速，计算实测的每个周期有功功率特征值为被控量，检测泵抽空情况，对抽油机井进行实时监测与优化控制；

步骤5：对抽油机井进行紧急故障控制；

通过现场输入抽油机井的抽油泵直径、泵挂深度、实际冲程、平衡半径、抽油机几何尺寸、平衡配重、曲柄旋转方向，通过状态重构机理模型建立紧急故障时抽油机井运行过程，并生成对应的电流样本、电压样本和电功率样本；

步骤6：计算上述电功率样本的四个特征值，包括一个周期的电流平均值、电流最大值、功率平均值和功率最大值，并生成皮带断裂、抽油杆脱断、柱塞遇卡三种紧急故障的特征阈值及诊断规则，获得实测电功率的四个特征值后进行诊断，并对抽油机井进行停井控制并警示；

所述根据油井供液情况实现间抽运行过程中启停时间自适应整定的智能间抽控制的具体步骤如下：