對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和井口控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和井口控制器，屬于石油采集技術(shù)領(lǐng)域。方法包括：實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，所述多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值；根據(jù)所述多組載荷數(shù)據(jù)，生成所述抽油機(jī)的地面功圖；根據(jù)所述地面功圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的泵沖滿度；根據(jù)所述泵沖滿度，計(jì)算所述抽油機(jī)的沖次；根據(jù)所述沖次，計(jì)算所述抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率；獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率；根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。井口控制器包括：第一獲取模塊，第一生成模塊，第一計(jì)算模塊，第二計(jì)算模塊，第三計(jì)算模塊，第二獲取模塊和第一調(diào)整模塊。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和井口控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及石油采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和井口 控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代油氣生產(chǎn)井場(chǎng)數(shù)字化建設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)井場(chǎng)的電機(jī)參數(shù)、功圖數(shù)據(jù)、工業(yè) 設(shè)備的信號(hào)等井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而確定井場(chǎng)的抽油機(jī)的效 率，進(jìn)而提尚抽油機(jī)的效率。
[0003] 井口控制器位于整個(gè)油田生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)的最底層，是一種遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置， 目前，由井口控制器負(fù)責(zé)對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)控，將采集到的數(shù)據(jù)上傳至井場(chǎng)的PC (personal computer，個(gè)人計(jì)算機(jī))終端，由井場(chǎng)的技術(shù)人員根據(jù)PC終端顯示的井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：
[0005] 上述方法依賴(lài)于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，從而導(dǎo)致對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的可靠性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和井口 控制器。技術(shù)方案如下：
[0007] -種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，所述方法應(yīng)用在井口控制器中，包括：
[0008] 實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取所述油井的抽油機(jī)的多組載荷 數(shù)據(jù)，所述多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值；
[0009] 根據(jù)所述多組載荷數(shù)據(jù)，生成所述抽油機(jī)的地面功圖；
[0010] 根據(jù)所述地面功圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的栗沖滿度；
[0011] 根據(jù)所述栗沖滿度，計(jì)算所述抽油機(jī)的沖次；
[0012] 根據(jù)所述沖次，計(jì)算所述抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率；
[0013] 獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率；
[0014] 根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0015] 優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0016] 實(shí)時(shí)通過(guò)所述油井的電流變相器，獲取所述抽油機(jī)的多個(gè)電流值；
[0017] 根據(jù)所述多個(gè)電流值，生成所述抽油機(jī)的電流圖；
[0018] 根據(jù)所述電流圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度；
[0019] 根據(jù)所述當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)；
[0020] 根據(jù)所述當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略；
[0021] 根據(jù)所述調(diào)整策略，調(diào)整所述抽油機(jī)的配重。
[0022]優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0023]獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前電流值；
[0024] 根據(jù)所述當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取所述當(dāng)前電流值超過(guò)所述預(yù)設(shè)電流值的 第一時(shí)長(zhǎng)；
[0025] 獲取所述抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)；
[0026] 如果所述第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，或者，所述第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則 恢復(fù)所述抽油機(jī)的配重。
[0027] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的當(dāng) 前運(yùn)行頻率，包括：
[0028] 根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率、所述最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)，計(jì)算所述抽油機(jī)的 最新運(yùn)行頻率；
[0029] 計(jì)算所述最新運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率之間的頻率差的絕對(duì)值；
[0030] 如果所述頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè) 置為所述最新運(yùn)行頻率。
[0031] 優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0032] 根據(jù)所述栗沖滿度和所述沖次，計(jì)算所述油井的產(chǎn)液量；
[0033] 所述方法還包括：
[0034] 獲取所述油井的電機(jī)的三相電參數(shù)；
[0035] 根據(jù)所述三相電參數(shù)，確定所述電機(jī)是否發(fā)生故障；
[0036] 如果所述電機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0037] 一種井口控制器，井口控制器包括：
[0038] 第一獲取模塊，用于實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取所述油井 的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，所述多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值；
[0039] 第一生成模塊，用于根據(jù)所述多組載荷數(shù)據(jù)，生成所述抽油機(jī)的地面功圖；
[0040] 第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述地面功圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的栗沖滿度；
[0041 ]第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述栗沖滿度，計(jì)算所述抽油機(jī)的沖次；
[0042]第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述沖次，計(jì)算所述抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率；
[0043] 第二獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率；
[0044] 第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油 機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0045] 優(yōu)選的，所述井口控制器還包括：
[0046] 第三獲取模塊，用于實(shí)時(shí)通過(guò)所述油井的電流變相器，獲取所述抽油機(jī)的多個(gè)電 流值；
[0047] 第二生成模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)電流值，生成所述抽油機(jī)的電流圖；
[0048] 第四計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電流圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度；
[0049] 第一確定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定所述抽油機(jī)的 當(dāng)前平衡狀態(tài)；
[0050] 第四獲取模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略；
[0051] 第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述調(diào)整策略，調(diào)整所述抽油機(jī)的配重。
[0052]優(yōu)選的，所述井口控制器還包括：
[0053]第五獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前電流值；
[0054] 第六獲取模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取所述當(dāng)前電流值超 過(guò)所述預(yù)設(shè)電流值的第一時(shí)長(zhǎng)；
[0055] 第七獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)；
[0056] 恢復(fù)模塊，用于如果所述第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，或者，所述第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第 二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則恢復(fù)所述抽油機(jī)的配重。
[0057] 優(yōu)選的，所述第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率、所述最佳運(yùn)行頻率和頻 率調(diào)整步長(zhǎng)，計(jì)算所述抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率;計(jì)算所述最新運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻 率之間的頻率差的絕對(duì)值;如果所述頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將所述抽油機(jī) 的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè)置為所述最新運(yùn)行頻率。
[0058]優(yōu)選的，所述井口控制器還包括：
[0059] 第五計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述栗沖滿度和所述沖次，計(jì)算所述油井的產(chǎn)液量；
[0060] 所述井口控制器還包括：
[0061] 第八獲取模塊，用于獲取所述油井的電機(jī)的三相電參數(shù)；
[0062] 第二確定模塊，用于根據(jù)所述三相電參數(shù)，確定所述電機(jī)是否發(fā)生故障；
[0063] 報(bào)警模塊，用于如果所述電機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0064] 在本發(fā)明實(shí)施例中，井口控制器實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲 取油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖；根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度;根據(jù) 該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次;根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率;獲取抽油機(jī)的 當(dāng)前運(yùn)行頻率;根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，從而提高 了調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0065] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法流程圖；
[0066] 圖2-1是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法流程圖；
[0067] 圖2-2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種井口控制器的軟件示意圖；
[0068] 圖2-3是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種地面功圖的示意圖；
[0069] 圖2-4是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種井口控制器的硬件框架圖；
[0070] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例3提供的一種井口控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0071] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0072] 實(shí)施例1
[0073]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，該方法應(yīng)用在井口控制器 中，參見(jiàn)圖1，該方法包括：
[0074] 步驟101:實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取油井的抽油機(jī)的多組 載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值。
[0075] 步驟102:根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖。
[0076] 步驟103:根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度。
[0077] 步驟104:根據(jù)該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次。
[0078] 步驟105:根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率。
[0079] 步驟106:獲取抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0080] 步驟107:根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0081] 在本發(fā)明實(shí)施例中，井口控制器實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲 取油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖；根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度;根據(jù) 該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次;根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率;獲取抽油機(jī)的 當(dāng)前運(yùn)行頻率;根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，從而提高 了調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率的可靠性。
[0082] 實(shí)施例2
[0083]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，該方法應(yīng)用在井口控制器 中，也即該方法的執(zhí)行主體為井口控制器;參見(jiàn)圖2-1，其中，該方法包括：
[0084]步驟201:實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取油井的抽油機(jī)的多組 載荷數(shù)據(jù)。
[0085] 多個(gè)載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值，并且每組載荷數(shù)據(jù)包括的 載荷值和位移值是同一時(shí)間點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)。
[0086] 井口控制器包括數(shù)據(jù)采集模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊可以對(duì)油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量 和數(shù)字量進(jìn)行采集，例如，所述通過(guò)采集油井的載荷傳感器，獲取油井的抽油機(jī)的載荷值， 通過(guò)采集角位移傳感器，獲取油井的抽油機(jī)的位移值。
[0087] 井口控制器還包括安全加密模塊，則井口控制器與載荷傳感器，以及，井口控制器 與角位移傳感器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以進(jìn)行加密，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?br>[0088] 通過(guò)油井的載荷傳感器獲取油井的抽油機(jī)的載荷值的步驟可以為：
[0089] 載荷傳感器讀取抽油機(jī)的載荷值，并對(duì)抽油機(jī)的載荷值進(jìn)行加密，將加密后的載 荷值傳輸給井口控制器;井口控制器接收載荷傳感器傳輸?shù)募用芎蟮妮d荷值，并對(duì)加密后 的載荷值進(jìn)行解密得到抽油機(jī)的載荷值。
[0090] 通過(guò)油井的角位移傳感器獲取油井的位移值的步驟可以為：
[0091] 角位移傳感器讀取抽油機(jī)的位移值，并對(duì)抽油機(jī)的位移值進(jìn)行加密，將加密后的 位移值傳輸給井口控制器;井口控制器接收角位移傳感器傳輸?shù)募用芎蟮奈灰浦?，并?duì)加 密后的位移值進(jìn)行解密得到抽油機(jī)的位移值。
[0092]進(jìn)一步地，通過(guò)采集匯管壓力變送器，獲取油井的匯管的壓力值;根據(jù)該壓力值和 預(yù)設(shè)壓力值，確定匯管是否安全;如果不安全，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0093]如果該壓力值大于預(yù)設(shè)壓力值，確定匯管不安全;如果該壓力值不大于預(yù)設(shè)壓力 值，確定匯管安全。
[0094] 參見(jiàn)圖2-2,井口控制器包括應(yīng)用軟件層，應(yīng)用軟件層包括智能診斷線程，在本步 驟中，根據(jù)該壓力值和預(yù)設(shè)壓力值，過(guò)智能診斷線程確定匯管是否安全通。
[0095] 進(jìn)一步地，井口控制器還可以確定電機(jī)是否發(fā)生故障，并在故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示， 具體過(guò)程可以為：
[0096]獲取油井的電機(jī)的三相電參數(shù);根據(jù)三相電參數(shù)，確定電機(jī)是否發(fā)生故障;如果電 機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0097]應(yīng)用軟件層還包括三相電采集刷新線程，三相電采集刷新線程用于采集電機(jī)的三 相電參數(shù)，也即獲取油井的電機(jī)的三相電參數(shù)的步驟可以為：
[0098]通過(guò)三相電采集刷新線程獲取油井的電機(jī)的三相電參數(shù)。
[0099] 在本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)報(bào)警提示的提示方式不作具體限定;報(bào)警提示的提示方式可 以為播放提示音，顯示提示信息和/或發(fā)送提示信息，該提示信息至少包括該匯管的標(biāo)識(shí)， 也可以包括匯管的壓力值等。
[0100] 井口控制器包括AUDIO (音頻)接口接喇叭，該喇叭用于播放提示音。
[0101]井口控制器中包括數(shù)據(jù)通信模塊，數(shù)據(jù)通信模塊包括有線數(shù)據(jù)通信模塊和無(wú)線數(shù) 據(jù)通信模塊，無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊可以為Zigbee(紫蜂)模塊。相應(yīng)的，應(yīng)用軟件層包括Zigbee 線程，Zigbee線程用于解析、響應(yīng)Zigbee協(xié)議數(shù)據(jù)包。
[0102] 相應(yīng)的，發(fā)送提示信息的步驟可以為：
[0103] 向預(yù)設(shè)電話號(hào)碼發(fā)送提示信息，或者，向預(yù)設(shè)郵箱地址發(fā)送提示信息。
[0104]預(yù)設(shè)電話號(hào)碼和預(yù)設(shè)郵箱地址均可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例 中，對(duì)預(yù)設(shè)電話號(hào)碼和預(yù)設(shè)郵箱地址不作具體限定;例如，預(yù)設(shè)電話號(hào)碼為管理員的電話號(hào) 碼，預(yù)設(shè)郵箱地址為公司的公共郵箱等。
[0105] 預(yù)設(shè)壓力值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)預(yù)設(shè)壓力值不 作具體限定。
[0106] 在本發(fā)明實(shí)施例中，井口控制器通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)儀表以及井場(chǎng) 控制器的無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能，具體過(guò)程可以為：
[0107] 井口控制器通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊接收載荷傳感器發(fā)送的載荷值，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù) 通信模塊接收角位移傳感器發(fā)送的位移值。
[0108] 進(jìn)一步地，井口控制器還可以通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊將抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)傳 輸給井場(chǎng)控制器。
[0109] 由于油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣，并且油氣的設(shè)備種類(lèi)較多，采用無(wú)線數(shù)據(jù)通 信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信可以節(jié)省布線成本，便于設(shè)備的安裝調(diào)試，而且還可以降低因有線而 導(dǎo)致發(fā)生雷擊的危險(xiǎn)。
[0110] 進(jìn)一步地，井口控制器通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊采集油井的現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)，通過(guò) 無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊將現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)傳輸給井場(chǎng)控制器，從而對(duì)構(gòu)建整個(gè)油氣生產(chǎn)及勘探 作業(yè)管理信息系統(tǒng)平臺(tái)起到底層數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔谩?br>[0111] 井口控制器不僅支持自動(dòng)化中常用的MODBUS RTU數(shù)據(jù)通信協(xié)議，還支持使用用戶 自定義的協(xié)議進(jìn)行通信，具有最大限度的靈活性，用于滿足復(fù)雜多變的油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需 求。
[0112] 應(yīng)用軟件層還包括Modbus地址刷新線程，Modbus地址刷新線程用于定時(shí)刷新RTC 時(shí)間、三相電電量信息、抽油機(jī)啟停狀態(tài)、平衡調(diào)節(jié)方式以及平衡度等信息到Modbus地址 區(qū)，供其它線程讀取。
[0113] 應(yīng)用軟件層還包括232線程，232線程用于解析、響應(yīng)Modbus協(xié)議和用戶自定義協(xié) 議。
[0114] 步驟202:根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖。
[0115] 應(yīng)用軟件層還包括功圖分析線程，在本步驟中，根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，通過(guò)功圖分析 線程生成抽油機(jī)的地面功圖。
[0116]需要說(shuō)明的是，地面功圖的橫坐標(biāo)為位移值，縱坐標(biāo)為載荷值。
[0117] 在本步驟中，還可以采集多幅功圖數(shù)據(jù)，根據(jù)多幅功圖數(shù)據(jù)，生產(chǎn)完整的地面功 圖。
[0118] 步驟203:根據(jù)該地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度。
[0119] 本步驟可以通過(guò)以下步驟(1)至(2)實(shí)現(xiàn)，包括：
[0120] (1):根據(jù)該地面功圖，獲取上沖程過(guò)程中的第一有效沖程和下沖程過(guò)程中的第二 有效沖程。
[0121] 具體地，根據(jù)該地面功圖，計(jì)算出上死點(diǎn)載荷線的第一載荷值和下死點(diǎn)載荷線的 第二載荷值，根據(jù)第一載荷值，獲取上沖程過(guò)程中的第一有效沖程，根據(jù)第二載荷值獲取下 沖程過(guò)程中的第二有效沖程。
[0122] 例如，參見(jiàn)圖2-3,通過(guò)最小均方根誤差法近似計(jì)算出上死點(diǎn)載荷線的第一載荷值 為33.83kN，下死點(diǎn)載荷線的第二載荷值為22.82kN，通過(guò)功圖數(shù)據(jù)點(diǎn)掃描查找可計(jì)算出第 一有效沖程 ADX= 1 · 357-0 = 1 · 357，第二有效沖程 AD = 2 · 507-0 · 253 = 2 · 254。
[0123] (2):計(jì)算第一有效沖程和第二有效沖程的比值作為抽油機(jī)的栗沖滿度。
[0124] 例如，第一有效沖程為ADX，第二有效沖程為AD，則栗沖滿度
[0125] 進(jìn)一步地，確定該栗沖滿度是否大于預(yù)設(shè)栗沖滿度，如果該栗沖滿度大于預(yù)設(shè)栗 沖滿度，對(duì)栗沖滿度進(jìn)行栗沖滿度沖次超限處理(例如，按栗沖滿度調(diào)整步長(zhǎng)降低該栗沖滿 度等）。
[0126] 預(yù)設(shè)栗沖滿度和栗沖滿度步長(zhǎng)都可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例 中，對(duì)預(yù)設(shè)栗沖滿度和栗沖滿度步長(zhǎng)都不作具體限定。
[0127] 步驟204:根據(jù)該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次。
[0128] 栗沖滿度和沖次之間呈線性關(guān)系，則在本步驟中，根據(jù)該栗沖滿度，按以下公式 (1)計(jì)算抽油機(jī)的沖次：
[0129] N=(b_c)/a 公式(1)
[0130] 其中，N為抽油機(jī)的沖次，b為抽油機(jī)的栗沖滿度，a和c為常數(shù)，也即a和c為已知數(shù)。
[0131] 在本發(fā)明實(shí)施例中井口控制器中也可以存儲(chǔ)栗沖滿度和沖次的對(duì)應(yīng)關(guān)系，相應(yīng) 的，本步驟還可以為：
[0132] 根據(jù)該栗沖滿度，從栗沖滿度和沖次的對(duì)應(yīng)關(guān)系中獲取抽油機(jī)的沖次。
[0133] 進(jìn)一步地，確定該沖次是否大于預(yù)設(shè)沖次，如果該沖次大于預(yù)設(shè)沖次，對(duì)該沖次進(jìn) 行沖次超限處理(例如，按沖次調(diào)整步長(zhǎng)降低該沖次等）。
[0134] 預(yù)設(shè)沖次和沖次調(diào)整步長(zhǎng)都可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例中， 對(duì)預(yù)設(shè)沖次和沖次調(diào)整步長(zhǎng)都不作具體限定。
[0135] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中井口控制器還可以根據(jù)該栗沖滿度和該沖次，計(jì)算 油井的產(chǎn)液量，具體可以為：
[0136] 根據(jù)該栗沖滿度和該沖次，通過(guò)以下公式(2)計(jì)算油井的產(chǎn)液量：
[0137] Q=1440*A/4*S*N*b 公式（2)
[0138] 其中，Q為油井的產(chǎn)液量，A為抽油機(jī)的柱塞截面積，S為有效沖程，N為沖次，b為栗 沖滿度。
[0139] 如果油井確定后，1440*A/4*S是確定的，也即1440*A/4*S為一個(gè)已知的常數(shù)，則根 據(jù)該栗沖滿度和該沖次，通過(guò)以下公式(3)計(jì)算油井的產(chǎn)液量：
[0140] Q=K*N*b 公式（3)
[0141] 其中，K = 1440*A/4*S，且K為一個(gè)已知的常數(shù)。
[0142] 應(yīng)用軟件層還包括沖次調(diào)節(jié)線程，沖次調(diào)節(jié)線程用于調(diào)用沖次調(diào)節(jié)散發(fā)進(jìn)行沖次 調(diào)節(jié)。
[0143] 步驟205:根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率。
[0144] 抽油機(jī)的沖次和最佳運(yùn)行頻率呈線性關(guān)系，則在本步驟中，根據(jù)該沖次，按以下公 式(4)計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率：
[0145] F=(N_e)/d 公式(4)
[0146] 其中，F(xiàn)為抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率，e和d為常數(shù)，也即e和d為已知數(shù)。
[0147] 在本步驟中，井口控制器中還可以存儲(chǔ)沖次和最佳運(yùn)行頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，相應(yīng)的， 本步驟還可以為：
[0148] 根據(jù)該沖次，從沖次和最佳運(yùn)行頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系中獲取抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率。
[0149] 步驟206:獲取抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0150] 在本步驟中，井口控制器通過(guò)井口變頻器，獲取抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0151] 其中，井口控制器與井口變頻器之間通過(guò)485總線進(jìn)行連接，也即井口控制器通過(guò) 485總線接收井口變頻器讀取的抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0152] 應(yīng)用軟件層還包括485線程，相應(yīng)的，在本步驟中，通過(guò)485線程獲取抽油機(jī)的當(dāng)前 運(yùn)行頻率。485線程用于對(duì)變頻器的數(shù)據(jù)采集和控制。
[0153] 步驟207:根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。
[0154] 本步驟可以通過(guò)以下步驟(1)至(3)實(shí)現(xiàn)，包括：
[0155] (1):根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率、最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)，計(jì)算抽油機(jī)的最新運(yùn)行 頻率。
[0156] 具體地，根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率、最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)，按照以下公式(5)計(jì) 算抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率：
[0157] Fl=F0+KF*(Fo_F0)公式（5)
[0158] 其中，F(xiàn)1為抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率，F(xiàn)0為當(dāng)前運(yùn)行頻率，F(xiàn)o為最佳運(yùn)行頻率，KF為 頻率調(diào)整步長(zhǎng)。
[0159] 進(jìn)一步地，確定抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率是否大于預(yù)設(shè)頻率，如果最新運(yùn)行頻率大 于預(yù)設(shè)頻率，則對(duì)最新運(yùn)行頻率進(jìn)行頻率超限處理(例如，按頻率調(diào)整步長(zhǎng)降低最新運(yùn)行頻 率)。
[0160] 頻率調(diào)整步長(zhǎng)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)頻率調(diào)整步 長(zhǎng)不作具體限定。
[0161] 在本發(fā)明實(shí)施例中，以頻率調(diào)整步長(zhǎng)調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，直到最佳運(yùn)行 頻率與當(dāng)前運(yùn)行頻率之間的頻率差小于預(yù)設(shè)頻率差，也即執(zhí)行步驟(2)。
[0162] (2):計(jì)算最新運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率之間的頻率差的絕對(duì)值。
[0163] 進(jìn)一步地，確定該頻率差的絕對(duì)值是否小于預(yù)設(shè)頻率差，如果該頻率差的絕對(duì)值 小于預(yù)設(shè)頻率差，執(zhí)行步驟(1);如果該頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，執(zhí)行步驟(3)。
[0164] 例如，F(xiàn)1為抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率，F(xiàn)o為最佳運(yùn)行頻率，F(xiàn)b為預(yù)設(shè)頻率差;則在本 步驟中，頻率差的絕對(duì)值=| Fl-Fo |，確定| Fl-Fo |是否小于Fb，如果| Fl-Fo |小于Fb，執(zhí)行步 驟(1);如果| Fl-F〇 |不小于Fb，執(zhí)行步驟(3)。
[0165] (3):如果該頻率差不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè)置為最新運(yùn) 行頻率。
[0166] 將抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè)置為最新運(yùn)行頻率之后，重新執(zhí)行步驟(1)。
[0167] 步驟208:實(shí)時(shí)通過(guò)油井的電流變相器，獲取抽油機(jī)的多個(gè)電流值。
[0168] 井口控制器的數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)通過(guò)采集油井的電流變相器，獲取抽油機(jī)的多個(gè) 電流值。
[0169] 針對(duì)油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需求，井口控制器不僅支持模擬量輸入和模擬量輸出，同時(shí) 也支持?jǐn)?shù)字量輸入和數(shù)字量輸出，集成了高精度的三相電采集模塊，用于采集電機(jī)的電壓 值和電流值。則應(yīng)用軟件層包括I〇(Input Output，輸入和輸出）采集線程，通過(guò)10采集線程 獲取抽油機(jī)的多個(gè)電流值。
[0170] 進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)通過(guò)油井的電壓變相器，獲取抽油機(jī)的電壓值，確定該電壓值是否 大于預(yù)設(shè)電壓值，如果該電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0171] 智能診斷線程用于診斷調(diào)平衡電機(jī)和主電機(jī)的電流，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能，同時(shí)實(shí) 現(xiàn)三相電相序檢測(cè)、過(guò)流過(guò)壓檢測(cè)功能。
[0172] 進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)通過(guò)油井的功率變相器，獲取抽油機(jī)的多個(gè)功率值。
[0173]步驟209:根據(jù)多個(gè)電流值，生成抽油機(jī)的電流圖。
[0174] 根據(jù)多個(gè)電流值，通過(guò)功圖分析線程生成抽油機(jī)的電流圖。
[0175] 進(jìn)一步地，根據(jù)多個(gè)功率值，生成抽油機(jī)的功率圖，具體過(guò)程可以為：
[0176] 根據(jù)多個(gè)功率值，通過(guò)功圖分析線程生成抽油機(jī)的功率圖。
[0177] 步驟210:根據(jù)該電流圖，計(jì)算抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度。
[0178] 根據(jù)該電流圖，獲取上沖程過(guò)程中的第一最大電流值和下沖程過(guò)程中的第二最大 電流值，計(jì)算第一最大電流值和第二最大電流值的比值作為抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度。
[0179] 進(jìn)一步地，在本步驟中還可以根據(jù)抽油機(jī)的功率圖，計(jì)算抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度，具 體過(guò)程可以為：
[0180]根據(jù)該功率圖，獲取上沖程過(guò)程中的第一最大功率值和下沖程過(guò)程中的第二最大 功率值，計(jì)算第一最大功率值和第二最大功率值的比值作為抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度。
[0181] 步驟211:根據(jù)當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)。
[0182] 如果當(dāng)前平衡度在預(yù)設(shè)平衡度范圍內(nèi)，確定抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)為平衡狀態(tài)； 如果當(dāng)前平衡度不在預(yù)設(shè)平衡度范圍內(nèi)且小于預(yù)設(shè)平衡度范圍的最小平衡度，確定抽油機(jī) 的當(dāng)前平衡狀態(tài)為欠平衡狀態(tài);如果當(dāng)前平衡度不在預(yù)設(shè)平衡度范圍內(nèi)且大于預(yù)設(shè)平衡度 范圍的最大平衡度，確定抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)為過(guò)平衡狀態(tài)。
[0183] 預(yù)設(shè)平衡度范圍可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)預(yù)設(shè)平衡 度范圍不作具體限定;例如，預(yù)設(shè)平衡度范圍為80%~110%之間。
[0184] 進(jìn)一步地，如果抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)為平衡狀態(tài)時(shí)，結(jié)束。如果抽油機(jī)的當(dāng)前平 衡狀態(tài)為欠平衡狀態(tài)或者過(guò)平衡狀態(tài)，執(zhí)行步驟212,調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)。
[0185] 步驟212:根據(jù)當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略，并根據(jù)所述調(diào)整策略，調(diào)整抽油機(jī)的 配重。
[0186] 應(yīng)用軟件層還包括平衡調(diào)節(jié)線程，則在本步驟中，根據(jù)調(diào)整策略通過(guò)平衡調(diào)節(jié)線 程調(diào)整抽油機(jī)的配重。
[0187] 井口控制器中存儲(chǔ)平衡狀態(tài)和調(diào)整策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系，相應(yīng)的，根據(jù)當(dāng)前平衡狀態(tài)， 獲取調(diào)整策略的步驟可以為：
[0188] 根據(jù)當(dāng)前平衡狀態(tài)，從平衡狀態(tài)和調(diào)整策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系中獲取當(dāng)前平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng) 的調(diào)整策略。
[0189] 調(diào)整策略可以為增加抽油機(jī)的配重或者減少抽油機(jī)的配重。
[0190] 例如，如果當(dāng)前平衡狀態(tài)為欠平衡，則調(diào)整策略為增加抽油機(jī)的配重;如果當(dāng)前平 衡狀態(tài)為過(guò)平衡，則調(diào)整策略為減少抽油機(jī)的配重。
[0191 ]增加抽油機(jī)的配重的步驟可以為:閉合下沖程的下行繼電器。
[0192]減少抽油機(jī)的配重的步驟可以為：閉合上沖程的上行繼電器。
[0193] 在本發(fā)明實(shí)施例中，調(diào)節(jié)的目標(biāo)是通過(guò)平衡調(diào)節(jié)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，控制調(diào)節(jié)抽 油機(jī)的平衡度，使平衡度達(dá)到一定的范圍內(nèi)，一般為80%~110%之間。
[0194] 進(jìn)一步地，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，井口控制器需要監(jiān)視調(diào)平衡電機(jī)的電流值，若電流值超 過(guò)預(yù)設(shè)電流值一定時(shí)間(超限時(shí)間），則井口控制器控制調(diào)節(jié)繼電器斷開(kāi)，停止調(diào)節(jié)，此種保 護(hù)方式是在限位開(kāi)關(guān)失效時(shí)或平衡塊卡死時(shí)使用，具體過(guò)程可以為：
[0195] 獲取抽油機(jī)的當(dāng)前電流值，根據(jù)當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取當(dāng)前電流值超過(guò) 預(yù)設(shè)電流值的第一時(shí)長(zhǎng);如果第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，恢復(fù)抽油機(jī)的配重。
[0196] 根據(jù)當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取當(dāng)前電流值超過(guò)預(yù)設(shè)電流值的第一時(shí)長(zhǎng)的步 驟可以為：
[0197] 確定當(dāng)前電流值是否超過(guò)預(yù)設(shè)電流值;如果當(dāng)前電流值超過(guò)預(yù)設(shè)電流值，進(jìn)行超 限計(jì)時(shí)，以獲取當(dāng)前電流值超過(guò)預(yù)設(shè)電流值的第一時(shí)長(zhǎng);如果當(dāng)前電流值沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)電 流值，清超限計(jì)時(shí)。
[0198] 當(dāng)超限時(shí)間到時(shí)，恢復(fù)抽油機(jī)的配重。
[0199] 進(jìn)一步地，抽油機(jī)的配重只被調(diào)整第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)抽油機(jī)的配重被調(diào)整的時(shí)長(zhǎng) 達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，也要恢復(fù)抽油機(jī)的配重，具體過(guò)程可以為：
[0200] 獲取抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)，如果第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)， 恢復(fù)抽油機(jī)的配重。
[0201] 恢復(fù)抽油機(jī)的配重的步驟可以為:斷開(kāi)調(diào)節(jié)繼電器。
[0202]預(yù)設(shè)電流值、第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)和第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)都可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置并更改，在 本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)預(yù)設(shè)電流值、第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)和第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)都不做具體限定。
[0203] 進(jìn)一步地，井口控制器具有1個(gè)RS232口和2個(gè)RS485口，用于支持油井的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng) 調(diào)試和有線數(shù)據(jù)通信功能。例如，在油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用RS485接口與變頻器連接，讀取變頻 器可提供的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，并可通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次。
[0204] 進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖2-4,井口控制器還包括主控模塊，主控模塊包括主控CPU (Central Processing Unit，中央處理器），SRAM(Static Random Access Memory，靜態(tài)隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器）和FRAM(ferromagnetic random access memory，鐵電存儲(chǔ)器）芯片，主控 CPU用于執(zhí)行以上步驟201-212，SRAM和FRAM用于存儲(chǔ)多組載荷數(shù)據(jù)和多個(gè)電流值等。
[0205] 主控CPU使用工業(yè)級(jí)高速32位ARM(處理器)芯片，外擴(kuò)1MB(兆）SRAM以存放功圖數(shù) 據(jù)，125KB FRAM用來(lái)存放配置參數(shù)(包括預(yù)設(shè)壓力值，預(yù)設(shè)電話號(hào)碼，預(yù)設(shè)郵箱地址，預(yù)設(shè)栗 沖滿度，預(yù)設(shè)沖次，預(yù)設(shè)頻率，預(yù)設(shè)平衡度范圍，預(yù)設(shè)電流值，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)和第二預(yù)設(shè)時(shí) 長(zhǎng))。
[0206] 進(jìn)一步地，井口控制器還包括:操作系統(tǒng)與硬件驅(qū)動(dòng)層和協(xié)議與算法層。
[0207] 操作系統(tǒng)與硬件驅(qū)動(dòng)層的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的統(tǒng)一管理，同時(shí)為上層軟件提 供友好易用的服務(wù)接口。智能井口控制器基于工業(yè)級(jí)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它完成系統(tǒng)中 各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行和調(diào)度。底層驅(qū)動(dòng)程序包含:采集驅(qū)動(dòng)程序、控制輸出驅(qū)動(dòng)程序、串口驅(qū)動(dòng) 程序、2.4G通信驅(qū)動(dòng)程序等。底層驅(qū)動(dòng)程序與硬件系統(tǒng)密切相關(guān)（如A/D采集、電量數(shù)據(jù)采 集、1/0控制、串口控制等），為軟硬件之間提供了方便的接口。
[0208] 協(xié)議與算法層由以下幾個(gè)子模塊組成，是智能井口控制器軟件部分的核心，用于 實(shí)現(xiàn)智能井口控制器的核心功能。算法程序?yàn)橹悄芫诳刂破鞯暮诵乃惴ǔ绦?，如調(diào)平衡 算法、調(diào)沖次算法，功圖分析算法等。
[0209] Modbus協(xié)議程序、Zigbee協(xié)議程序?yàn)橥ㄐ艆f(xié)議的解析程序，可方便地使用這些程 序?qū)崿F(xiàn)基于相應(yīng)通信協(xié)議進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)包的生成和解析。
[0210] 在本發(fā)明實(shí)施例中，井口控制器實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲 取油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖；根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度;根據(jù) 該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次;根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率;獲取抽油機(jī)的 當(dāng)前運(yùn)行頻率;根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，從而提高 了調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率的可靠性。
[0211]實(shí)施例3
[0212]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種井口控制器，參見(jiàn)圖3,包括：
[0213] 第一獲取模塊301，用于實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取油井的 抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值；
[0214] 第一生成模塊302,用于根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖；
[0215] 第一計(jì)算模塊303,用于根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度；
[0216] 第二計(jì)算模塊304，用于根據(jù)栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次；
[0217]第三計(jì)算模塊305，用于根據(jù)沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率；
[0218] 第二獲取模塊306，用于獲取抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率；
[0219] 第一調(diào)整模塊307,用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn) 行頻率。
[0220]優(yōu)選的，井口控制器還包括：
[0221 ]第三獲取模塊，用于實(shí)時(shí)通過(guò)油井的電流變相器，獲取抽油機(jī)的多個(gè)電流值；
[0222] 第二生成模塊，用于根據(jù)多個(gè)電流值，生成抽油機(jī)的電流圖；
[0223] 第四計(jì)算模塊，用于根據(jù)電流圖，計(jì)算抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度；
[0224] 第一確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定抽油機(jī)的當(dāng)前平衡 狀態(tài)；
[0225] 第四獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略；
[0226] 第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)調(diào)整策略，調(diào)整抽油機(jī)的配重。
[0227] 優(yōu)選的，井口控制器還包括：
[0228] 第五獲取模塊，用于獲取抽油機(jī)的當(dāng)前電流值；
[0229] 第六獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取當(dāng)前電流值超過(guò)預(yù)設(shè)電 流值的第一時(shí)長(zhǎng)；
[0230] 第七獲取模塊，用于獲取抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)；
[0231] 恢復(fù)模塊，用于如果第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，或者，第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí) 長(zhǎng)，則恢復(fù)抽油機(jī)的配重。
[0232] 優(yōu)選的，第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率、最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)， 計(jì)算抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率;計(jì)算最新運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率之間的頻率差的絕對(duì)值； 如果頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè)置為最新運(yùn)行頻 率。
[0233]優(yōu)選的，井口控制器還包括：
[0234] 第五計(jì)算模塊，用于根據(jù)栗沖滿度和沖次，計(jì)算油井的產(chǎn)液量；
[0235] 井口控制器還包括：
[0236] 第八獲取模塊，用于獲取油井的電機(jī)的三相電參數(shù)；
[0237] 第二確定模塊，用于根據(jù)三相電參數(shù)，確定電機(jī)是否發(fā)生故障；
[0238] 報(bào)警模塊，用于如果電機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。
[0239] 在本發(fā)明實(shí)施例中，井口控制器實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲 取油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 根據(jù)多組載荷數(shù)據(jù)，生成抽油機(jī)的地面功圖；根據(jù)地面功圖，計(jì)算抽油機(jī)的栗沖滿度;根據(jù) 該栗沖滿度，計(jì)算抽油機(jī)的沖次;根據(jù)該沖次，計(jì)算抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率;獲取抽油機(jī)的 當(dāng)前運(yùn)行頻率;根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行頻率和最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，從而提高 了調(diào)整抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率的可靠性。
[0240] 需要說(shuō)明的是：上述實(shí)施例提供的井口控制器在對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，僅以上 述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同 的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或 者部分功能。另外，上述實(shí)施例提供的井口控制器與對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法實(shí)施例屬 于同一構(gòu)思，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程詳見(jiàn)方法實(shí)施例，這里不再贅述。
[0241] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)硬件 來(lái)完成，也可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤(pán)或光盤(pán)等。
[0242] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對(duì)井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用在井口控制器中，包 括： 實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取所述油井的抽油機(jī)的多組載荷數(shù) 據(jù)，所述多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 根據(jù)所述多組載荷數(shù)據(jù)，生成所述抽油機(jī)的地面功圖； 根據(jù)所述地面功圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的栗沖滿度； 根據(jù)所述栗沖滿度，計(jì)算所述抽油機(jī)的沖次； 根據(jù)所述沖次，計(jì)算所述抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率； 獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率； 根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 實(shí)時(shí)通過(guò)所述油井的電流變相器，獲取所述抽油機(jī)的多個(gè)電流值； 根據(jù)所述多個(gè)電流值，生成所述抽油機(jī)的電流圖； 根據(jù)所述電流圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度； 根據(jù)所述當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡狀態(tài)； 根據(jù)所述當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略； 根據(jù)所述調(diào)整策略，調(diào)整所述抽油機(jī)的配重。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前電流值； 根據(jù)所述當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取所述當(dāng)前電流值超過(guò)所述預(yù)設(shè)電流值的第一 時(shí)長(zhǎng)； 獲取所述抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)； 如果所述第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，或者，所述第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則恢復(fù) 所述抽油機(jī)的配重。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn) 行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率，包括： 根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率、所述最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)，計(jì)算所述抽油機(jī)的最新 運(yùn)行頻率； 計(jì)算所述最新運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率之間的頻率差的絕對(duì)值； 如果所述頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率設(shè)置為 所述最新運(yùn)行頻率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據(jù)所述栗沖滿度和所述沖次，計(jì)算所述油井的產(chǎn)液量； 所述方法還包括： 獲取所述油井的電機(jī)的三相電參數(shù)； 根據(jù)所述三相電參數(shù)，確定所述電機(jī)是否發(fā)生故障； 如果所述電機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。6. -種井口控制器，其特征在于，所述井口控制器包括： 第一獲取模塊，用于實(shí)時(shí)通過(guò)油井的載荷傳感器和角位移傳感器，獲取所述油井的抽 油機(jī)的多組載荷數(shù)據(jù)，所述多組載荷數(shù)據(jù)中的每組載荷數(shù)據(jù)包括載荷值和位移值； 第一生成模塊，用于根據(jù)所述多組載荷數(shù)據(jù)，生成所述抽油機(jī)的地面功圖； 第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述地面功圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的栗沖滿度； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述栗沖滿度，計(jì)算所述抽油機(jī)的沖次； 第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述沖次，計(jì)算所述抽油機(jī)的最佳運(yùn)行頻率； 第二獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率； 第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率，調(diào)整所述抽油機(jī)的 當(dāng)前運(yùn)行頻率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的井口控制器，其特征在于，所述井口控制器還包括： 第三獲取模塊，用于實(shí)時(shí)通過(guò)所述油井的電流變相器，獲取所述抽油機(jī)的多個(gè)電流值； 第二生成模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)電流值，生成所述抽油機(jī)的電流圖； 第四計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電流圖，計(jì)算所述抽油機(jī)的當(dāng)前平衡度； 第一確定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前平衡度和預(yù)設(shè)平衡度范圍，確定所述抽油機(jī)的當(dāng)前 平衡狀態(tài)； 第四獲取模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前平衡狀態(tài)，獲取調(diào)整策略； 第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述調(diào)整策略，調(diào)整所述抽油機(jī)的配重。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井口控制器，其特征在于，所述井口控制器還包括： 第五獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的當(dāng)前電流值； 第六獲取模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前電流值和預(yù)設(shè)電流值，獲取所述當(dāng)前電流值超過(guò)所 述預(yù)設(shè)電流值的第一時(shí)長(zhǎng)； 第七獲取模塊，用于獲取所述抽油機(jī)的配重被調(diào)整后持續(xù)的第二時(shí)長(zhǎng)； 恢復(fù)模塊，用于如果所述第一時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，或者，所述第二時(shí)長(zhǎng)達(dá)到第二預(yù) 設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則恢復(fù)所述抽油機(jī)的配重。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的井口控制器，其特征在于， 所述第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行頻率、所述最佳運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整步長(zhǎng)， 計(jì)算所述抽油機(jī)的最新運(yùn)行頻率;計(jì)算所述最新運(yùn)行頻率和所述最佳運(yùn)行頻率之間的頻率 差的絕對(duì)值;如果所述頻率差的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)頻率差，則將所述抽油機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻 率設(shè)置為所述最新運(yùn)行頻率。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的井口控制器，其特征在于，所述井口控制器還包括： 第五計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述栗沖滿度和所述沖次，計(jì)算所述油井的產(chǎn)液量； 所述井口控制器還包括： 第八獲取模塊，用于獲取所述油井的電機(jī)的三相電參數(shù)； 第二確定模塊，用于根據(jù)所述三相電參數(shù)，確定所述電機(jī)是否發(fā)生故障； 報(bào)警模塊，用于如果所述電機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行報(bào)警提示。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK106094615SQ201610422954
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日 公開(kāi)號(hào)201610422954.0, CN 106094615 A, CN 106094615A, CN 201610422954, CN-A-106094615, CN106094615 A, CN106094615A, CN201610422954, CN201610422954.0
【發(fā)明人】劉星, 衛(wèi)乾, 伍儒彬, 朱潤(rùn)平
【申請(qǐng)人】北京中油瑞飛信息技術(shù)有限責(zé)任公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司