油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法.pdf

本发明涉及一种油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法。油井举升用的防偏磨控制方法包括对采取措施前的检泵周期T1进行采样；对采取措施后的检泵周期T2进行采样；对采取措施前的躺井率η1进行采样；对采取措施后的躺井率η2进行采样；对管杆的磨损程度进行采样；将管杆的磨损程度与设定值进行比对；对防偏磨工具的磨损程度进行采样；将防偏磨工具的磨损程度与设定值进行比对；控制器可以发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。本发明公开了一种油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法，其可以对防偏磨作业进行控制。

1.  一种油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，它包括：
用于对采取措施前的检泵周期T1进行采样的第一采样器、用于对采取措施后的检泵周 期T2进行采样的第二采样器、用于根据所述第一采样器以及所述第二采样器进行比对并输 出的第一比较器，当所述第二采样器得到的值T2大于所述第一采样器得到的值T1时，所述 第一比较器输出S1＝1，反之，S1＝0；
用于对采取措施前的躺井率η1进行采样的第三采样器、用于对采取措施后的躺井率η2 进行采样的第四采样器、用于根据所述第三采样器以及所述第四采样器进行比对并输出的第 二比较器，当所述第四采样器得到的值η2小于所述第三采样器得到的值η1时，所述第二 比较器输出S2＝1，反之，S2＝0；
用于对管杆的磨损程度进行采样的第五采样器、用于存储设定值的第一存储器、用于根 据所述第五采样器以及所述第一存储器进行比对并输出的第三比较器，当所述第五采样器采 集到的值小于所述第一存储器中的设定值时，所述第三比较器输出S3＝1，反之，S3＝0；
用于对防偏磨工具的磨损程度进行采样的第六采样器、用于存储设定值的第二存储器、 用于根据所述第六采样器以及所述第二存储器进行比对并输出的第四比较器，当所述第六采 样器采集到的值小于所述第二存储器中的设定值时，所述第四比较器输出S4＝1，反之，S4＝0；
控制器，其用于接收所述第一比较器、第二比较器、第三比较器以及第四比较器输出的 值，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并 终止采油作业。

2.  根据权利要求1所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，所述管杆的磨 损程度包括管杆的磨损点数比、磨损长度比以及磨损深度比中的一个或多个。

3.  根据权利要求2所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，所述管杆的磨 损点数比大于或等于A1，或所述磨损长度比大于或等于B1，或所述磨损深度比大于或等于 C1，S3＝0；其中A1＝5-15，B1＝5％-15％；C1＝5％-15％。

4.  根据权利要求1所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，所述防偏磨工 具的磨损程度包括防偏磨工具的磨损长度比和/或磨损深度比。

5.  根据权利要求4所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，所述防偏磨工 具的磨损长度比大于或等于D2，所述磨损深度比大于或等于E2，S4＝0；其中D2＝80％-90％； E2＝80％-90％。

6.  根据权利要求1所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，它包括用于对 采取措施前的油井产液量Q1进行采样的第七采样器、用于对采取措施后的油井产液量Q2进 行采样的第八采样器、用于根据所述第七采样器以及所述第八采样器进行比对并输出的第五 比较器，当所述第八采样器得到的值Q2大于所述第七采样器得到的值Q1时，所述第五比较 器输出S5＝1，反之，S5＝0；
所述控制器还用于接收所述第五比较器输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时， 所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。

7.  根据权利要求1所述的油井举升用的防偏磨控制系统，其特征在于，它还包括用于 对采取措施前的电机最大电流I1进行采样的第九采样器、用于对采取措施后的电机最大电 流I2进行采样的第十采样器、用于根据所述第九采样器以及所述第十采样器进行计算的计 算输出装置，当所述计算输出装置得到(I2-I1)≤I1/n时，则所述计算输出装置输出S6＝1， 反之，S6＝0，其中n＝5-20；
所述控制器还用于接收所述计算输出装置输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0 时，所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。

8.  一种油井举升用的防偏磨控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：
对采取措施前的检泵周期T1进行采样；
对采取措施后的检泵周期T2进行采样；
当值T2大于T1时，S1＝1，反之，S1＝0；
对采取措施前的躺井率η1进行采样；
对采取措施后的躺井率η2进行采样；
当η2小于η1时，S2＝1，反之，S2＝0；
对管杆的磨损程度进行采样；
将管杆的磨损程度与设定值进行比对，当管杆的磨损程度小于定值时，S3＝1，反之，S3＝0；
对防偏磨工具的磨损程度进行采样；
将防偏磨工具的磨损程度与设定值进行比对，当防偏磨工具的磨损程度小于设定值时， S4＝1，反之，S4＝0；
控制器接收S1、S2、S3以及S4，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，所述控制器发出 油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。

9.  根据权利要求8所述的油井举升用的防偏磨控制方法，其特征在于，它包括以下步 骤：
对采取措施前的油井产液量Q1进行采样；
对采取措施后的油井产液量Q2进行采样；当Q2大于Q1时，S5＝1，反之，S5＝0；
控制器接收S5，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的 防偏磨失效信号，并终止采油作业。

10.  根据权利要求8所述的油井举升用的防偏磨控制方法，其特征在于，它包括以下步 骤：
对采取措施前的电机最大电流I1进行采样；
对采取措施后的电机最大电流I2进行采样；
计算I2-I1，当I2-I1≤I1/n时，则S6＝1，反之，S6＝0，其中n＝5-20；
控制器接收S6，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的 防偏磨失效信号，并终止采油作业。

油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法
技术领域
本发明涉及油井举升技术，尤其涉及一种油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法。
背景技术
在地层的天然能量不足以维持自喷生产或虽然可以自喷但产量达不到要球时，操作人员 往往采用油井举升技术，在井筒中下入诸如有杆泵等机械设备，对流体做功从而使流体能够 流道地面。随着油田的开发，油井内的含水量上升，以及斜井定向井的增加，有杆泵的偏磨、 磨损腐蚀问题日益严重。
在现有技术中，存在多种防偏磨技术，如采用扶正技术、对管杆进行加重、采用锚定技 术、采用抗磨耐腐油管等。但是，诸多防偏磨技术并没有很好的筛选控制方法，造成无法对 防偏磨技术进行很好的评价，进而无法对防偏磨作业进行控制。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种油井举升用的防 偏磨控制系统以及控制方法，其可以对防偏磨作业进行控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种油井举升用的防偏磨控制系统，它包括：
用于对采取措施前的检泵周期T1进行采样的第一采样器、用于对采取措施后的检泵周 期T2进行采样的第二采样器、用于根据所述第一采样器以及所述第二采样器进行比对并输 出的第一比较器，当所述第二采样器得到的值T2大于所述第一采样器得到的值T1时，所述 第一比较器输出S1＝1，反之，S1＝0；
用于对采取措施前的躺井率η1进行采样的第三采样器、用于对采取措施后的躺井率η2 进行采样的第四采样器、用于根据所述第三采样器以及所述第四采样器进行比对并输出的第 二比较器，当所述第四采样器得到的值η2小于所述第三采样器得到的值η1时，所述第二 比较器输出S2＝1，反之，S2＝0；
用于对管杆的磨损程度进行采样的第五采样器、用于存储设定值的第一存储器、用于根 据所述第五采样器以及所述第一存储器进行比对并输出的第三比较器，当所述第五采样器采 集到的值小于所述第一存储器中的设定值时，所述第三比较器输出S3＝1，反之，S3＝0；
用于对防偏磨工具的磨损程度进行采样的第六采样器、用于存储设定值的第二存储器、 用于根据所述第六采样器以及所述第二存储器进行比对并输出的第四比较器，当所述第六采 样器采集到的值小于所述第二存储器中的设定值时，所述第四比较器输出S4＝1，反之，S4＝0；
控制器，其用于接收所述第一比较器、第二比较器、第三比较器以及第四比较器输出的 值，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并 终止采油作业。
优选地，所述管杆的磨损程度包括管杆的磨损点数比、磨损长度比以及磨损深度比中的 一个或多个。
优选地，所述管杆的磨损点数比大于或等于A1，或所述磨损长度比大于或等于B1，或 所述磨损深度比大于或等于C1，S3＝0；其中A1＝5-15，B1＝5％-15％；C1＝5％-15％。
优选地，所述防偏磨工具的磨损程度包括防偏磨工具的磨损长度比和/或磨损深度比。
优选地，所述防偏磨工具的磨损长度比大于或等于D2，所述磨损深度比大于或等于E2， S4＝0；其中D2＝80％-90％；E2＝80％-90％。
优选地，它包括用于对采取措施前的油井产液量Q1进行采样的第七采样器、用于对采 取措施后的油井产液量Q2进行采样的第八采样器、用于根据所述第七采样器以及所述第八 采样器进行比对并输出的第五比较器，当所述第八采样器得到的值Q2大于所述第七采样器 得到的值Q1时，所述第五比较器输出S5＝1，反之，S5＝0；
所述控制器还用于接收所述第五比较器输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时， 所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
优选地，它还包括用于对采取措施前的电机最大电流I1进行采样的第九采样器、用于 对采取措施后的电机最大电流I2进行采样的第十采样器、用于根据所述第九采样器以及所 述第十采样器进行计算的计算输出装置，当所述计算输出装置得到(I2-I1)≤I1/n时，则 所述计算输出装置输出S6＝1，反之，S6＝0，其中n＝5-20；
所述控制器还用于接收所述计算输出装置输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0 时，所述控制器发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
本发明还公开了一种油井举升用的防偏磨控制方法，它包括以下步骤：
对采取措施前的检泵周期T1进行采样；
对采取措施后的检泵周期T2进行采样；
当值T2大于T1时，S1＝1，反之，S1＝0；
对采取措施前的躺井率η1进行采样；
对采取措施后的躺井率η2进行采样；
当η2小于η1时，S2＝1，反之，S2＝0；
对管杆的磨损程度进行采样；
将管杆的磨损程度与设定值进行比对，当管杆的磨损程度小于定值时，S3＝1，反之，S3＝0；
对防偏磨工具的磨损程度进行采样；
将防偏磨工具的磨损程度与设定值进行比对，当防偏磨工具的磨损程度小于设定值时， S4＝1，反之，S4＝0；
控制器接收S1、S2、S3以及S4，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，所述控制器发出 油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
优选地，它包括以下步骤：
对采取措施前的油井产液量Q1进行采样；
对采取措施后的油井产液量Q2进行采样；当Q2大于Q1时，S5＝1，反之，S5＝0；
控制器接收S5，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的 防偏磨失效信号，并终止采油作业。
优选地，它包括以下步骤：
对采取措施前的电机最大电流I1进行采样；
对采取措施后的电机最大电流I2进行采样；
计算I2-I1，当I2-I1≤I1/n时，则S6＝1，反之，S6＝0，其中n＝5-20；
控制器接收S6，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0时，所述控制器发出油井举升用的 防偏磨失效信号，并终止采油作业。
本发明公开了一种油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法，其可以对防偏磨作业进 行控制。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外， 图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限 定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情 况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1示出了本发明中油井举升用的防偏磨控制系统的一个实施例。
图2示出了本发明中油井举升用的防偏磨控制系统的另一个实施例。
图3示出了本发明中油井举升用的防偏磨控制系统的再一个实施例。
以上附图的附图标记：100、油井举升用的防偏磨控制系统；10、第一采样器；11、第 二采样器；12、第三采样器；13、第四采样器；14、第五采样器；15、第六采样器；16、第 七采样器；17、第八采样器；18、第九采样器；19、第十采样器；20、第一比较器；21、第 二比较器；22、第三比较器；23、第四比较器；24、第五比较器；25、计算输出装置；3、 控制器；41、第一存储器；42、第二存储器。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在 此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对 本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些 都应被视为属于本发明的范围。
参照图1所示，本发明公开了一种油井举升用的防偏磨控制系统，它包括：
用于对采取措施前的检泵周期T1进行采样的第一采样器10、用于对采取措施后的检泵 周期T2进行采样的第二采样器11、用于根据所述第一采样器10以及所述第二采样器11进 行比对并输出的第一比较器20，当所述第二采样器11得到的值T2大于所述第一采样器10 得到的值T1时，所述第一比较器20输出S1＝1，反之，S1＝0。第一比较器20分别与第一采 样器10以及第二采样器11相信号连接。第一比较器20可以接收第一采样器10以及第二采 样器11输出的信号。
用于对采取措施前的躺井率η1进行采样的第三采样器12、用于对采取措施后的躺井率 η2进行采样的第四采样器13、用于根据所述第三采样器12以及所述第四采样器13进行比 对并输出的第二比较器21，当所述第四采样器13得到的值η2小于所述第三采样器12得到 的值η1时，所述第二比较器21输出S2＝1，反之，S2＝0。第二比较器21分别与第三采样器 12以及第四采样器13相信号连接。第二比较器21可以接收第三采样器12以及第四采样器 13输出的信号。
用于对管杆的磨损程度进行采样的第五采样器14、用于存储设定值的第一存储器41、 用于根据所述第五采样器14以及所述第一存储器41进行比对并输出的第三比较器22，当所 述第五采样器14采集到的值小于所述第一存储器41中的设定值时，所述第三比较器22输 出S3＝1，反之，S3＝0。第三比较器22分别与第五采样器14以及第一存储器41相信号连接。 第三比较器22可以接收第五采样器14以及第一存储器41输出的信号。
用于对防偏磨工具的磨损程度进行采样的第六采样器15、用于存储设定值的第二存储器 42、用于根据所述第六采样器15以及所述第二存储器42进行比对并输出的第四比较器23， 当所述第六采样器15采集到的值小于所述第二存储器42中的设定值时，所述第四比较器23 输出S4＝1，反之，S4＝0。第四比较器23分别与第六采样器15以及第二存储器42相信号连 接。第四比较器23可以接收第六采样器15以及第二存储器42输出的信号。
控制器3，其用于接收所述第一比较器20、第二比较器21、第三比较器22以及第四比 较器23输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，则所述控制器3发出油井举升用的防 偏磨失效信号，并终止采油作业。控制器3分别与第一比较器20、第二比较器21、第三比 较器22以及第四比较器23信号连接。控制器3可以接收第一比较器20、第二比较器21、 第三比较器22以及第四比较器23输出的信号。
当油井采油量减少或者油井采油量出现问题时，就需要检泵。而往往频繁的停机检泵都 是由于防偏磨失效造成的。因而通过对检泵周期的监测，就可以对油井举升用的防偏磨措施 进行评价控制。
躺井率一般指油田中因种种原因不能出油的油井与全部油井的比值。躺井率降低高意味 着有更多的油井在正常出油，产量和效率更高。因而通过对躺井率的监测，就可以对油井举 升用的防偏磨措施进行评价控制。
在本实施方式中，管杆的磨损程度包括管杆的磨损点数比、磨损长度比以及磨损深度比。 管杆的磨损点数比为每百米的磨损点数，磨损长度比＝轴向总磨损长度/油管或者抽油杆总长 度，磨损深度比＝径向磨损最大深度/油管壁厚或者抽油杆半径。当这三个参数的任一个值达 到一般磨损程度时，则认为油井举升用的防偏磨措施失效。即所述管杆的磨损点数比大于或 等于A1，或所述磨损长度比大于或等于B1，或所述磨损深度比大于或等于C1，S3＝0(参见 下表1中“A1-A2；B1-B2；C1-C2”)。因而通过对管杆的磨损程度的监测，就可以对油井举 升用的防偏磨措施进行评价控制。
在本实施方式中，防偏磨工具的磨损程度包括防偏磨工具的磨损长度比和/或磨损深度 比。防偏磨工具的磨损长度比＝轴向磨损总长度/工具总长度。磨损深度比＝径向磨损最大深 度/防偏磨工具壁厚。当这两个参数的任一个值达到严重磨损程度时，则认为油井举升用的 防偏磨措施失效。即所述防偏磨工具的磨损长度比大于或等于D2，所述磨损深度比大于或等 于E2，S4＝0(参见表1中“>D2；>E2”)。因而通过对防偏磨工具的磨损程度的监测，就可以 对油井举升用的防偏磨措施进行评价控制。
控制器3在接收到第一比较器20、第二比较器21、第三比较器22以及第四比较器23 输出的值后，得到S＝S1*S2*S3*S4。当S＝1时，说明油井举升用的防偏磨措施处于有效状态。 当S＝0时，说明油井举升用的防偏磨措施处于无效状态。控制器3发出油井举升用的防偏磨 失效信号，并终止采油作业。
在防偏磨施工后，当满足下述两个条件时，油井举升防偏磨措施成功：
①下井防偏磨管柱及工具完好合格，下井过程顺畅，油井可以正常生产。未因防偏磨管 柱及工具引起卡管柱等，未因工具质量问题造成油井返工或转大修作业；
②防偏磨工具与管柱下入深度与方案设计误差控制在±0.5m。
在经过一段时间试验后，本发明中的油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法，可以 对防偏磨作业进行监测控制。

表1 抽油杆、油管及防偏磨工具磨损程度评价
其中，A1＝5-15；A2＝15-25；B1＝5％-15％；B2＝15％-25％；C1＝5％-15％；C2＝15％-25％；D1＝40％-60％； D2＝80％-90％；E1＝40％-60％；E2＝80％-90％；n＝5-20。A1、A2、B1、B2、C1、C3、D1、D2、E1、 E2、n等数值由实际情况选取。
参照图2所示，在一个优选的实施方式中，油井举升用的防偏磨控制系统包括用于对采 取措施前的油井产液量Q1进行采样的第七采样器16、用于对采取措施后的油井产液量Q2进 行采样的第八采样器17、用于根据所述第七采样器16以及所述第八采样器17进行比对并输 出的第五比较器24，当所述第八采样器17得到的值Q2大于所述第七采样器16得到的值Q1 时，所述第五比较器24输出S5＝1，反之，S5＝0；所述控制器3还用于接收所述第五比较器 24输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时，则所述控制器3发出油井举升用的防 偏磨失效信号，并终止采油作业。
参照图3所示，在一个优选的实施方式中，油井举升用的防偏磨控制系统还包括用于对 采取措施前的电机最大电流I1进行采样的第九采样器18、用于对采取措施后的电机最大电 流I2进行采样的第十采样器19、用于根据所述第九采样器18以及所述第十采样器19进行 计算的计算输出装置25，当所述计算输出装置25得到(I2-I1)≤I1/n时，其中n＝5-20， 则所述计算输出装置25输出S6＝1，反之，S6＝0；所述控制器3还用于接收所述计算输出装 置25输出的值，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0时，则所述控制器3发出油井举升用的 防偏磨失效信号，并终止采油作业。
本发明还公开了一种油井举升用的防偏磨控制方法，它包括以下步骤：
对采取措施前的检泵周期T1进行采样；
对采取措施后的检泵周期T2进行采样；
当值T2大于T1时，S1＝1，反之，S1＝0；
对采取措施前的躺井率η1进行采样；
对采取措施后的躺井率η2进行采样；
当η2小于η1时，S2＝1，反之，S2＝0；
对管杆的磨损程度进行采样；
将管杆的磨损程度与设定值进行比对，当管杆的磨损程度小于定值时，S3＝1，反之，S3＝0；
对防偏磨工具的磨损程度进行采样；
将防偏磨工具的磨损程度与设定值进行比对，当防偏磨工具的磨损程度小于设定值时， S4＝1，反之，S4＝0；
控制器3接收S1、S2、S3以及S4，并得到S＝S1*S2*S3*S4，当S＝0时，则所述控制器3 发出油井举升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
在一个优选的实施方式中，油井举升用的防偏磨控制方法包括以下步骤：
对采取措施前的油井产液量Q1进行采样；
对采取措施后的油井产液量Q2进行采样；当Q2大于Q1时，S5＝1，反之，S5＝0；
控制器3接收S5，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S5，当S＝0时，则所述控制器3发出油井举 升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
在一个优选的实施方式中，油井举升用的防偏磨控制方法包括以下步骤：
对采取措施前的电机最大电流I1进行采样；
对采取措施后的电机最大电流I2进行采样；
计算I2-I1，当I2-I1≤I1/n时，则S6＝1，反之，S6＝0，其中n＝5-20；
控制器3接收S6，并得到S＝S1*S2*S3*S4*S6，当S＝0时，则所述控制器3发出油井举 升用的防偏磨失效信号，并终止采油作业。
本发明公开了一种油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法，其可以对防偏磨作业进 行控制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实 施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够 了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质 所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。