基于动液面的智能采油控制系统

基于动液面的智能采油控制系统是将油井动液面等决定抽油机运行的最重要监控对象作为控制核心,实现抽油机井的闭环控制及准确控制,做到在线调参,提高抽油机井的系统效率,实现节能降耗和增产增收的有机统一。     

抽油机井示功图量化分析与应用

研究了示功图、动液面与抽油机平衡半径、功率、效率以及油井产量等之间的相互关系;建立了利用地面示功图计算油井产量、动液面、效率等的数学关系模型;并编制了计算分析软件,利用该软件可以方便地根据地面示功图的相关资料计算动液面深度、产量、效率等参数,为解决抽油机井生产动态参数测试困难的问题提供了有效的方法.     

不同抽油机井系统效率计算模型研究与节能效果

为降低油井生产能耗和提高系统效率,油田应用了多种新型节能抽油机,但缺乏节能抽油机特性与节能效果及其选型理论的研究。为此,基于常规游梁式抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机、异型抽油机和皮带式抽油机的工作动态特性,建立了不同抽油机的油井地面效率计算模型,并运用抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和井下泵的受力状况为边界条件,建立了抽油机井地面功图与泵功图的计算模型;井下举升效率和系统效率计算模型。研究不同抽油机井的系统效率和节电率,分析了不同井液黏度和不同下泵深度对抽油机井系统效率的影响。结果表明,与常规游梁式抽油机相比较,其它四种抽油机都能达到提高系统效率和节电节能的目的,其中皮带式抽油机的系统效率为最高,相对于常规游梁式抽油机井提高9.06%,节电率为22.36%;随着井液黏度的增大,油井生产系统效率均降低,皮带式抽油机井的下降幅度较小,适合于稠油井的应用;抽油机井存在油井生产系统效率最高的合理下泵深度(或合理沉没度)。     

油井动液面实时监测数据存储器研制

油井动液面在线实时监测以移动公网GPRS或数字化内网模式传输数据,由于许多偏远井场无GPRS信号、无数字化内网或网络信号不稳定,无法实现动液面实时监测数据处理与计算。为此,研制了一种油井动液面实时监测数据存储器。该数据存储器通过井口动液面仪表RS485接口实现实时监测数据转存,经存储器USB口电路导入到后台监测服务器进行数据处理与计算,硬件基于STM32嵌入式系统,软件采用RT-Thread实时操作系统,以自定义帧格式进行实时数据读取、处理、存储、导出等,实现了偏远油井动液面实时动态监测与综合分析,对数字化智慧油田建设与油田开发生产具有典型的应用价值。     

油井动液面监测系统的设计与实现

针对油田生产中关键指标油井动液面的测量,设计并实现了一套油井动液面监测系统。系统由数据采集层、数据集成存储层以及应用层组成。系统通过控制发声装置发声并采集声音在油井内传播的声压信号采集动液面信息,并将数据以WiFi传输方式或4G通信方式传输到数据集成存储层,最后使用回声法计算动液面。由于油井地理位置情况复杂,系统将偏远油井的数据暂存到阿里云服务器并使用数据同步软件将暂存数据同步至油田本地数据库,以保证整个油田油井数据的完整性。经测试,系统可快速、准确地采集、处理、存储油井内信息并及时反映油井的动液面情况。     

基于供排协调的抽油机采油井智能控制系统

抽油机采油井的产量取决于油井产能和抽油泵排量两个方面。根据抽油机井采油供排协调原理,分析油层子系统向井底的供油能力和抽油机采油子系统排出能力之间的协调关系,建立了以保持恒定泵沉没压力为限定条件的供排协调冲次自动调节模型。采用油井工作状况实时监测数据,计算得到沉没压力。根据与设定沉没压力比较的差值大小调节电机供电频率,自动控制冲次,实现油井恒定泵沉没压力条件下的供排协调,从而使采油系统自动适应产能变化,使油井处于稳定生产状态。采用研究的技术能够实现稠油热采井、二氧化碳吞吐井等产能变化油井智能自动调参生产。该技术在油田现场进行了试验,对油井应用实例进行了分析。     

定压阀在高套压油井控套生产中的应用

茨榆坨采油厂应用定压技术对高套压油井进行控套生产,根据油井产液量、综合含水、液面等变化情况随时调整套压控制值,在降低油井生产压差、回收套管气的同时,也取得了增油增气的良好效果,收到了较好的经济效益.     

抽油机井系统动态实时分析模型

针对传统示功图测试方法的不足,根据电机直接转矩控制理论和抽油机运动学、动力学原理,建立抽油机井系统动态实时分析模型.该模型根据油井实测电流、电压计算电机的输出扭矩,结合抽油机动力传递过程和减速箱的平衡原理,计算减速箱的净扭矩和油井负荷扭矩,根据抽油机的扭矩因数,计算得到光杆示功图.实例分析表明,油井电参数测量是一种高精度可靠的测量手段,利用所建模型计算得到的扭矩曲线及示功图与现场实际资料吻合较好,很好地反映了抽油机井的运行状况,可实现油井系统动态实时分析.     

注重功率平衡提高抽油井系统效率

有杆泵采油占我国油井的80%,由于与抽油机联合工作的井下抽油泵载荷交替变化造成地面系统工作不平稳,加剧了动力系统的无功消耗,导致抽油系统的低效率运行,造成了巨大的能源浪费。通过抽油机电机的输入功率等电参数、油井示功图、油井生产参数的测试、录取和系统效率计算工作,对测试数据进行系统的节点分析,确定了造成抽油机系统效率低的因素,提高抽油机系统效率的目的。     

含气抽油机井套管气释放时机的确定

以含气抽油机井生产系统为研究对象，在分析其工作状况的基础上，根据能量守恒原理，采用节点系统分析方法和多相管流的相关公式，建立了确定含气抽油机井套管气释放时机的计算模型，编制了相应的软件并进行了实例计算。结果表明，套管气释放时机可通过井口套管压力值与油井动液面深度的变化关系进行预测，这样就简化了目前现场释放套管气的工作程序，为及时、准确地释放套管气，保证油井正常、高效生产提供了技术方法