專利名稱：油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油井采油自動(dòng)化控制。目前，在油井機(jī)械采油管理中，需要不斷對(duì)被管理的油井動(dòng)液面進(jìn)行人工采集，每口油井的動(dòng)液面反映了油層對(duì)油井的供液狀況，根據(jù)油層對(duì)油井的供液狀況采油管理人員需要不斷調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。調(diào)整抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)的方法主要有三種，一種是通過改變抽油泵的泵徑來增加或減少采液量；另一種是通過改變電動(dòng)機(jī)皮帶輪的直徑來改變傳動(dòng)速比，用調(diào)節(jié)抽油機(jī)的運(yùn)行速度來增加或減少采液量；再有一種是暫時(shí)關(guān)閉抽油機(jī)一段時(shí)間，使之間歇抽油。本發(fā)明的目的在于用一種使用計(jì)算機(jī)的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)來完成上述工作。
本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)是一個(gè)安裝在現(xiàn)有抽油機(jī)上的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它主要由三個(gè)部分構(gòu)成，第一部分由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀構(gòu)成；第二部分是由能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置和聲壓傳感器組成；第三部分是由帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器構(gòu)成。本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)主要有三個(gè)特征，第一個(gè)特征是自動(dòng)測量油井動(dòng)液面，第二個(gè)特征是將測出的油井動(dòng)液面與原設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)液面比較后自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的運(yùn)行速度。為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)特征，就需要在原來抽油機(jī)傳動(dòng)鏈中的電動(dòng)機(jī)和帶負(fù)載的減速箱之間安裝電控機(jī)械無級(jí)變速器。第三個(gè)特征是電控機(jī)械無級(jí)變速器帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在原來抽油機(jī)傳動(dòng)鏈中的電動(dòng)機(jī)和帶負(fù)載的減速箱之間安裝一套帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器；同時(shí)在油井套管閥門上安裝一套能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置和聲壓傳感器，并用帶屏蔽的信號(hào)線將機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置和聲壓傳感器及帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器與油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀連接起來構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
說明書附

圖1是本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖；說明書附圖2是油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)安裝在抽油機(jī)上的原理圖。
下面結(jié)合說明書附圖2和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)主要由控制、測量和執(zhí)行三部分構(gòu)成。其中控制部分由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1構(gòu)成；測量部分是由能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置2和聲壓傳感器3構(gòu)成；執(zhí)行部分是由帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器4構(gòu)成。由帶屏蔽的信號(hào)線5將三個(gè)部分連接起來組成本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)。本發(fā)明在原來抽油機(jī)傳動(dòng)鏈中的電動(dòng)機(jī)6和帶負(fù)載的減速箱7之間安裝一套帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器4；同時(shí)在油井套管閥門8上安裝一套能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置2和聲壓傳感器3；并用帶屏蔽的信號(hào)線5將機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置2和聲壓傳感器3及帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器4與油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1連接起來構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程是在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)進(jìn)行的。首先由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，發(fā)出測量動(dòng)液面的指令；然后機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置2根據(jù)控制指令將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并進(jìn)一步將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能，發(fā)出氣壓波訊號(hào)；采集部分使用的是回聲測深技術(shù)，聲壓傳感器3將氣壓波訊號(hào)及油井套管內(nèi)液面的反射波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1中的A/D轉(zhuǎn)換器；油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1將采集到的反射波數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)，再由專門軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出實(shí)際動(dòng)液面的位置；最后由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1中的控制軟件將實(shí)際動(dòng)液面值與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)液面值h進(jìn)行比較后發(fā)出控制指令再由帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器4改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度，達(dá)到增加或減少抽油機(jī)采液量的目的，完成閉環(huán)控制功能。
下面結(jié)合說明書附圖1油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖，對(duì)本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)與現(xiàn)有的控制系統(tǒng)做進(jìn)一步對(duì)比說明。
每口油井的動(dòng)液面反映了油層對(duì)油井的供液狀況，根據(jù)油層對(duì)油井的供液狀況采油管理人員需要不斷調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)?，F(xiàn)有的控制系統(tǒng)不能直接測量油井動(dòng)液面，并且不能自動(dòng)調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。針對(duì)這兩點(diǎn)，本發(fā)明的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè)閉合的內(nèi)部控制回路；一個(gè)是動(dòng)液面直接測量回路，該回路從油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1開始經(jīng)過機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置2對(duì)油井的動(dòng)液面發(fā)出測量訊號(hào)，再經(jīng)過聲壓傳感器3返回油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1構(gòu)成了動(dòng)液面直接測量回路；該回路可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)完成直接測量油井動(dòng)液面的工作。另一個(gè)是機(jī)械無級(jí)變速器4的電控機(jī)構(gòu)位置控制回路，該回路從油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1開始經(jīng)過電控機(jī)構(gòu)和機(jī)械無級(jí)變速器4再經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器返回油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1構(gòu)成了電控機(jī)構(gòu)的位置控制回路；該回路由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)液面和測量出的實(shí)際動(dòng)液面的誤差求出電控機(jī)構(gòu)的理論工作位置所對(duì)應(yīng)的機(jī)械無級(jí)變速器4的輸出速度，再根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器測量出的機(jī)械無級(jí)變速器4的實(shí)際輸出速度求出電控機(jī)構(gòu)的工作位置誤差，最后由油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀1發(fā)出控制指令，消除該位置誤差，使機(jī)械無級(jí)變速器4的輸出速度達(dá)到要求，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的采液量與油層對(duì)該井的供液量相匹配。
權(quán)利要求
1.一種通過自動(dòng)測量油井動(dòng)液面，根據(jù)動(dòng)液面判斷油層對(duì)該油井的供液量，自動(dòng)改變抽油機(jī)運(yùn)行速度的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于在原來抽油機(jī)傳動(dòng)鏈中的電動(dòng)機(jī)(6)和帶負(fù)載的減速箱(7)之間安裝一套電控機(jī)械無級(jí)變速器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于電控機(jī)械無級(jí)變速器(4)帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于在油井套管閥門(8)上安裝一套能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置(2)和聲壓傳感器(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于用帶屏蔽的信號(hào)線(5)將機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置(2)和聲壓傳感器(3)及帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器(4)與油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀(1)連接起來構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
全文摘要
一種能夠通過自動(dòng)測量油井動(dòng)液面,根據(jù)動(dòng)液面判斷油層對(duì)該油井的供液量,自動(dòng)改變抽油機(jī)運(yùn)行速度的油井動(dòng)液面閉環(huán)控制系統(tǒng);其特征在于:在原來抽油機(jī)傳動(dòng)鏈中的電動(dòng)機(jī)和帶負(fù)載的減速箱之間安裝一套帶轉(zhuǎn)速測量和高、低位限速機(jī)構(gòu)的電控機(jī)械無級(jí)變速器;同時(shí)在油井套管閥門上安裝一套能用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械次聲波發(fā)訊裝置和傳感器并用帶屏蔽的信號(hào)線將其與油井動(dòng)液面自動(dòng)控制儀連接起來構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E21B43/12GK1388303SQ0212554
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者許楠 申請(qǐng)人:許楠