电泵采油井压力产量自适应测控系统 技术领域 本发明涉及一种采油井自适应测控系统， 尤其是一种电泵采油井压力产量自适应 测控系统。
背景技术 潜油电泵具有排量大、 扬程高、 地面工艺简单、 管理方便等特点， 因此在油田开发 生产中得到广泛应用。但现有的电泵采油技术基本上难以根据地层参数 ( 压力、 温度等 ) 自动调整设备运行状况并调节电泵井的产量。ZL99223791.2“一种电潜泵变频装置” 公开 了一种由控制柜和变压器组成的电潜泵变频装置， 它可以调整电流频率， 改变电潜泵转数， 调整泵的排液量， 避免电潜泵抽空， 但其缺点是不能根据井底生产压差自动控制调节频率， 不能调节排油量， 这样会使油井在一个相对不稳定的压力和产量下运行， 影响井底产油量。 申请号 200410050303.0 的发明专利 “一种采油状态测控系统” 公开了一种采油状态测控系 统， 属于机械采油井系统的测控系统， 它的信息采集装置是由 “功率衍生装置” 组成， 通过系 统的遥测， 可获得许多有用的信息， 通过系统的遥控， 可实现多种自动控制， 但是它不能通 过对井下参数实时动态监测来达到油井产出量和采出量的平衡， 不能实现油井产能的最大 化。
发明内容 本发明的目的即在于克服现有技术的不足， 提供一种电泵采油井压力产量自适应 测控系统， 采用变频器控制技术， 将信息感知、 信息传输、 信息处理和控制集成为一个整体， 实现对井下参数的实时动态监测， 保证油井产出量和采出量的平衡， 保护潜油电泵的正常 运行， 达到油井产能最大化， 使动态监测成为一种增产措施。
本发明的目的通过以下技术方案来实现 ： 一种电泵采油井压力产量自适应测控系 统， 它包括井下压力传感器、 通信电缆、 多功能采集仪、 控制柜、 动力电缆和潜油电泵， 井下 压力传感器的输出端通过通信电缆与多功能采集仪的输入端连接， 多功能采集仪的输出端 与控制柜内的变频器的输入端连接， 变频器的输出端通过动力电缆与潜油电泵的输入端连 接。
井下压力传感器为永置式电子压力计， 它能长期置于井下 3 ～ 5 年， 精度、 灵敏度 保持 0.025％ F.S ～ 0.01％ F.S、 耐高温 (125℃以上 )、 高压 (40MPa 以上 )、 耐腐蚀。 永置式 电子压力计送出的信号经 0 ～ 7000M 的通信电缆 ( 钢管电缆或双层铠装电缆 ) 传送到地面 多功能采集仪， 再经一系列处理后将压力信息送到变频器作为控制源， 控制变频器的频率， 从而控制潜油电泵的排量。
多功能采集仪包括处理器、 模数转换模块、 数据输出模块和控制输出模块， 处理 器、 模数转换模块、 数据输出模块和控制输出模块通过内部总线连接， 控制输出模块与控制 柜内的变频器连接。
所述的电泵采油井压力产量自适应测控系统还包括监测终端， 监测终端与多功能
采集仪的数据输出模块连接。
本发明的有益效果是 ： 本系统具有井下参数监测、 传输和处理能力， 根据处理结果 运用变频器控制技术调整潜油电泵的排油量， 将信息感知、 信息传输、 信息处理、 信息共享 结合成一个闭环控制系统， 通过将所获信息传递至指定终端， 实现了对井下参数的实时动 态监测， 同时保证油井产出量和采出量的平衡， 使油井产能最大化， 使动态监测成为一种增 产措施， 同时保护了潜油电泵的正常运行， 为油田数字化管理提供了重要资料。 附图说明
图 1 本发明的布局及连接示意图
图 2 本发明运行状态下的压力波动图
图 3 本发明的组成结构框图
图中， 1- 压力传感器， 2- 通信电缆， 3- 多功能采集仪， 4- 控制柜， 5- 变频器， 6- 动 力电缆， 7- 潜油电泵。 具体实施方式 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的描述 ： 如图 1， 它包括井下压力传 感器 1、 通信电缆 2、 多功能采集仪 3、 控制柜 4、 动力电缆 6 和潜油电泵 7， 井下压力传感器 1 的输出端通过通信电缆 2 与多功能采集仪 3 的输入端连接， 多功能采集仪 3 的输出端与控 制柜 4 内的变频器 5 的输入端连接， 变频器 5 的输出端通过动力电缆 6 与潜油电泵 7 的输 入端连接。
如图 3 所示， 由于井底压力直接反应油井的产油能力， 压力高、 产量大， 因此用井 底压力作为控制源。 井下传感器将感知的压力信息通过通信电缆传送到地面的多功能采集 仪， 多功能采集仪包括处理器、 模数转换模块、 数据输出模块和控制输出模块， 处理器、 模数 转换模块、 数据输出模块和控制输出模块通过内部总线连接， 控制输出模块与控制柜内的 变频器连接， 功能采集仪对信号进行模 / 数转换后， 输入到处理器进行分析处理， 然后将处 理结果通过数据输出模块送至检测终端， 让采油工程师及时掌握油井生产动态， 同时还将 处理结构直接传给控制柜的变频器， 调整变频器的频率， 从而调整潜油电泵的排油量。
如图 2 所示， P 表示压力， t 表示时间， ΔP 为压力波动范围， 变频器的初始频率设 定为一个与合理的生产压力相对应的频率， 此时， 若接收到的实测压力高于设定压力， 变频 器自动升频， 并将信号通过动力电缆传输给潜油电泵， 自动改变潜油电泵的转数， 从而增大 井下潜油电泵的排油量， 这样迫使实测压力值接近设定压力值， 反之亦然 ； 当实测压力值与 设定压力值相等时， 变频器将稳定运行。系统这样如此往复循环， 进行自适应自动测控， 使 油井在一个相对稳定的压力 - 产量下运行。