[实用新型]智能双速采油控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及抽油机控制装置技术领域，是一种智能双速采油控制装置。

背景技术

目前在油田的开发过程中，一方面随着油井开采时间的延长及抽油泵泄漏、泵体中油气比变化等因素的影响，使得抽油泵都不同程度地存在空抽或充满度不足的现象，造成了游梁式抽油设备的无效磨损和电能的浪费，增大了抽油设备运行维护费用；另一方面，随着信息和电子技术的发展，特别是物联网和智能油田建设技术在油田的推广应用，需要将油井的电流、示功图、液面、产液量等生产数据上传至中央控制室，以实现油井的智能化动态控制。

油田在开发过程中，针对泵充满度不足或空抽的情况，采取的节能措施主要有三种：一是将连续采油方式变为间歇采油方式，该方法由于采用分段开井模式，易造成液体采出不及时使得液面升高，从而降低地层含油混合液体流入井筒的能力、减低油井产液量；同时，在冬季时采用间歇采油方式容易出现冻裂采油管线的生产事故；二是调整电动机的皮带轮或抽油机的冲程，该方式较适合于生产能力严重长期过剩的油井，对于生产能力过剩不严重或产量变化较大的油井，如果频繁地进行，将导致工人的劳动强度大和采油成本的快速高，如果不及时进行调参作业，将会导致油井的产量下降；三是采用变频调速装置，该方式是利用变频调速器通过控制电动机输入电源的频率，来调节和控制电动机的转速或抽油机的冲次，以实现油井供液能力和产液能力的合理匹配，变频调速装置的核心是变频调速器，有人工和手动两种控制方式。

从理论上讲，采用变频调速装置能够实现油井供液能力和产液能力的合理匹配，能够实现吨液的最低耗电量和耗电费用，但在生产实际过程中远未实现上述目标，其主要原因为：1.故障率高、寿命低，游梁式抽油机的一个工作周期分为上下两个冲程，上冲程时电动机消耗的电能和抽油机平衡块势能共同拖动抽油杆向上运动，下冲程时抽油杆的自重与其在产液中的浮力差及抽油泵活塞至井口的液重拖动平衡块向上运动及电动机的运转，当向下的拖动力较大，电动机的旋转速度超过同步转速时，电动机便会变为发电机向电网发出电能，对于大多数游梁式抽油机而言，一个冲程内，电动机会存在一个或一个以上的发电机状态，即向电网返输电能的状态，变频调速器按照工作原理可以分为矩阵式变频器（交-交）和交直交变频器两种，无论矩阵变频器还是交直交变频器都是由大量的电子元器件构成，在抽油机的野外工作环境条件下，本身对其长期有效的寿命就是严峻的考验，再加之抽油机下冲程返输电能状态的存在，尽管研究机构和生产厂商经过了多年的不懈努力，在全国油田中长期有效使用的成功案例仍不多见；2.是成本高、节电不节钱，为了解决变频器在抽油机上的应用问题，生产制造单位或者选择质量或等级更高的电子元器件，以提高其适应严酷环境的能力，延长其使用寿命，或者在交-直-交型变频器的直流母排上安装泄放电阻，以损失电能的方式换取寿命；或是再设计和增加一套反向变频装置，把多余的电能返输到电网，这样要么降低了变频器的节电能力、要么增加了变频器的制造成本，而变频器本身就属于高价值的技术产品，以一台37kW的变频器为例，普通型的价格约为3.7万元，在抽油机上使用的变频器因要增加直流泄放电阻或返输电能的变频电路等附加元件，单价在5.0万元以上；37kW变频器拖动的一般为十型抽油机，平均小时耗电为8.0kWh，节电率按20%、电价按0.68元/ kWh、年运行5000小时，则其静态投资回收期为：50000/（5000*0.5*0.2*8）=9.2年，然而现有变频器在抽油机上连续正常使用9.2年的可能性极小，致使现有技术人员通常都认定在抽油机上使用变频器必然赔钱。