论文部分内容阅读
[摘 要]智能空抽技术可弥补因递减造成对系统效率的影响，依据单井电动机的工作效率，降低单井日工作时间，降低单井日耗电，提高油田的智能化管理水平。
[关键词]油田 智能 空抽技术
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0343-01
1 乾安油田的机采现状
随着油田开发的深入，老区油井自然递减使系统效率逐年下降，新区油井井深、斜井多、井身质量差、杆管磨阻严重，悬点载荷大，井筒效率低，因此需要采取一些节能措施，弥补因递减造成对系统效率的影响。几年来我们利用传统的参数调节手段（如电容补偿、变频调整等）来提高周期性工作负荷的大功率抽油机、电动机的效率投入大但收效甚微。
为了改变这一现状，我们应用了HNW2800-FD智能空抽控制仪，控制仪利用电流监测空抽，依据单井电动机的工作效率，降低单井日工作时间，大幅度提高单井电动机的工作效率，降低单井日耗电30%～70%，同时为我们提供了完备的抽油机历史运行记录资料，帮助我们随时掌握、分析抽油机最新的运行动态参数，极大地提高了油田的智能化管理水平。
2 间抽控制器的原理及技术参数
2.1 间抽控制器的技术参数
工作电压
220VAC、50HZ/380VAC、50HZ
输出电压
380VAC、50HZ/660VAC、50HZ
环境温度：-45℃～+85℃
外形尺寸：160×120×140mm
重量：3.85Kg
电流传感器精度
△l≤0.01%；相位角△θ≤0.02（當l≤200时）；变比500：1
正常使用期限：5年
2.2 间抽控制器的原理
HNW2800-FD智能空抽控制技术主要通过数据信号采集、数据信号处理、单井特征参数捕捉三方面实现间抽控制的。
2.2.1 数据信号采集
空抽控制器通过（变比500：1；精度0.01%）高精度传感器来监测杆式抽油机的动力线电流变化，电流模拟干扰信号，通过运算电路排除无功信号影响，再通过A/D转换器转换为数字信号导入内部计算机。
2.2.2 数据信号处理
空抽控制器的信号分析及处理部分内置了一个抽油机数学模型，这一量化的抽油机数学模型包含了抽油机运行的全部特征参数，是判断抽油机运行工况的基础。导入后的数据信号先经由判断模块进行判断，区分突变值和稳定值。满足其概率稳定条件的周期性稳定值将会作为抽油机运行特征参数被存入存储模块并修正原有参数。大量的单井特征参数被存储后将修正内置的数学模型，形成符合单井特征的数学模型，计算机也就真正掌握了单井特有的运行规律。
2.2.3 单井特征参数捕捉（图1）
3 间抽控制器的现场应用效果
3.1 试验方法
安装空抽控制器前对油井进行24小时产量计量，安装后24小时内控制器自已完成信号采集和自动判断过程。待油井稳定生产两天后，第三天开始计量数据，主要包括：
3.1.1 井口液量的计量。首先对控制器进行清零，在时钟显示栏输入标准的年、月、日和时、分，并在同一时间采用翻斗计量装置进行24小时井口产液量的对比计量。
3.1.2 抽油机工作时间的计量。在控制器的显示栏上直接读出抽油机实际工作时间。
3.2 选井原则
3.2.1 低产液量、低泵效的油井。
3.2.2 设备的平衡度差异较大的油井。
3.3 现场试验
在老区选取了三口井，井号为：乾4-10、乾8-10、乾8-14。所选取的这三口井日产液量均在1至2吨之间，且具有可靠的翻斗计量装置。为了更好的验证控制器对感应电机电流变化而准确判断抽油机是否处于空抽状态的功能，试验的这三口抽油机井平衡度差别都非常大。
3.4 试验效果
3.4.1 能够很好的实现间抽，减少生产时间
17.64小时―――占百分比73.5%。
3.4.2 泵效有所提高，由原来的14.3%提高到试验后的16.3%，提高了2%。
3.4.3 避免液击和空抽，减少工作时间，延长设备使用寿命。抽油杆柱往复提升次数由原来每天2880次及5760次分别下降至770次和1540次。
3.4.4 能够节能降耗，使用该设备后生产时间缩短了17.64小时，如果生产时电流相同，可以节约用电73.5%。与其它节能设备相比节能效果更好。
3.4.5 软件智能化程度更高：
HNW2800-FD控制器对油井工况、抽油机负荷变化的捕捉及判断比较准确。极大的提高了设备运行的稳定性，节电增产效果明显。
3.4.6 保护功能更加强大：
HNW2800-FD控制器具有对抽油机异常运行工况的实时监测功能，一旦发生异常工况（如断杆、过载、缺相等），控制器立即运作切断动力线电流，保护采油设备。
3.4.7 硬件配制更加强大：
HNW2800-FD控制器的核心部分更换为军品级标准的部件，仪器的可靠性更高，温度范围更大。此外，所有线路板输入输出线端子都增加了保护电路，保障控制器运行的安全。
3.4.8 输出功能大大增强：
HNW2800-FD控制器可以记录并保存10天内抽油机的运行情况，包括最大电流负荷、最大最小电流值、日运行时间及每日启停时间明细表，对工程技术员及时了解及掌握油井的供液能力、运行工况有极大的帮助作用。
3.4.9 保持中低产能油井合理的动液面高度，防止空抽现象，通过合理控制抽油机的工作时间调节单井的抽汲能力并使之与油层渗流能力相匹配，改善抽油机工况。
4 结束语
空抽控制器，具有明显的节电效果，一方面单井耗电量下降了30%～70%，减少不必要的机械耗损，维持了正常生产。另一方面保障单井的原日产液量，部分单井增产1%～7%，保护油层，对单井尤其是低产井的稳产具有重要辅助作用。延长单井寿命，提高最终采收率。
作者简介
侯东梅，现吉林油松原采气厂从事油田开发相关工作。
[关键词]油田 智能 空抽技术
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0343-01
1 乾安油田的机采现状
随着油田开发的深入，老区油井自然递减使系统效率逐年下降，新区油井井深、斜井多、井身质量差、杆管磨阻严重，悬点载荷大，井筒效率低，因此需要采取一些节能措施，弥补因递减造成对系统效率的影响。几年来我们利用传统的参数调节手段（如电容补偿、变频调整等）来提高周期性工作负荷的大功率抽油机、电动机的效率投入大但收效甚微。
为了改变这一现状，我们应用了HNW2800-FD智能空抽控制仪，控制仪利用电流监测空抽，依据单井电动机的工作效率，降低单井日工作时间，大幅度提高单井电动机的工作效率，降低单井日耗电30%～70%，同时为我们提供了完备的抽油机历史运行记录资料，帮助我们随时掌握、分析抽油机最新的运行动态参数，极大地提高了油田的智能化管理水平。
2 间抽控制器的原理及技术参数
2.1 间抽控制器的技术参数
工作电压
220VAC、50HZ/380VAC、50HZ
输出电压
380VAC、50HZ/660VAC、50HZ
环境温度：-45℃～+85℃
外形尺寸：160×120×140mm
重量：3.85Kg
电流传感器精度
△l≤0.01%；相位角△θ≤0.02（當l≤200时）；变比500：1
正常使用期限：5年
2.2 间抽控制器的原理
HNW2800-FD智能空抽控制技术主要通过数据信号采集、数据信号处理、单井特征参数捕捉三方面实现间抽控制的。
2.2.1 数据信号采集
空抽控制器通过（变比500：1；精度0.01%）高精度传感器来监测杆式抽油机的动力线电流变化，电流模拟干扰信号，通过运算电路排除无功信号影响，再通过A/D转换器转换为数字信号导入内部计算机。
2.2.2 数据信号处理
空抽控制器的信号分析及处理部分内置了一个抽油机数学模型，这一量化的抽油机数学模型包含了抽油机运行的全部特征参数，是判断抽油机运行工况的基础。导入后的数据信号先经由判断模块进行判断，区分突变值和稳定值。满足其概率稳定条件的周期性稳定值将会作为抽油机运行特征参数被存入存储模块并修正原有参数。大量的单井特征参数被存储后将修正内置的数学模型，形成符合单井特征的数学模型，计算机也就真正掌握了单井特有的运行规律。
2.2.3 单井特征参数捕捉（图1）
3 间抽控制器的现场应用效果
3.1 试验方法
安装空抽控制器前对油井进行24小时产量计量，安装后24小时内控制器自已完成信号采集和自动判断过程。待油井稳定生产两天后，第三天开始计量数据，主要包括：
3.1.1 井口液量的计量。首先对控制器进行清零，在时钟显示栏输入标准的年、月、日和时、分，并在同一时间采用翻斗计量装置进行24小时井口产液量的对比计量。
3.1.2 抽油机工作时间的计量。在控制器的显示栏上直接读出抽油机实际工作时间。
3.2 选井原则
3.2.1 低产液量、低泵效的油井。
3.2.2 设备的平衡度差异较大的油井。
3.3 现场试验
在老区选取了三口井，井号为：乾4-10、乾8-10、乾8-14。所选取的这三口井日产液量均在1至2吨之间，且具有可靠的翻斗计量装置。为了更好的验证控制器对感应电机电流变化而准确判断抽油机是否处于空抽状态的功能，试验的这三口抽油机井平衡度差别都非常大。
3.4 试验效果
3.4.1 能够很好的实现间抽，减少生产时间
17.64小时―――占百分比73.5%。
3.4.2 泵效有所提高，由原来的14.3%提高到试验后的16.3%，提高了2%。
3.4.3 避免液击和空抽，减少工作时间，延长设备使用寿命。抽油杆柱往复提升次数由原来每天2880次及5760次分别下降至770次和1540次。
3.4.4 能够节能降耗，使用该设备后生产时间缩短了17.64小时，如果生产时电流相同，可以节约用电73.5%。与其它节能设备相比节能效果更好。
3.4.5 软件智能化程度更高：
HNW2800-FD控制器对油井工况、抽油机负荷变化的捕捉及判断比较准确。极大的提高了设备运行的稳定性，节电增产效果明显。
3.4.6 保护功能更加强大：
HNW2800-FD控制器具有对抽油机异常运行工况的实时监测功能，一旦发生异常工况（如断杆、过载、缺相等），控制器立即运作切断动力线电流，保护采油设备。
3.4.7 硬件配制更加强大：
HNW2800-FD控制器的核心部分更换为军品级标准的部件，仪器的可靠性更高，温度范围更大。此外，所有线路板输入输出线端子都增加了保护电路，保障控制器运行的安全。
3.4.8 输出功能大大增强：
HNW2800-FD控制器可以记录并保存10天内抽油机的运行情况，包括最大电流负荷、最大最小电流值、日运行时间及每日启停时间明细表，对工程技术员及时了解及掌握油井的供液能力、运行工况有极大的帮助作用。
3.4.9 保持中低产能油井合理的动液面高度，防止空抽现象，通过合理控制抽油机的工作时间调节单井的抽汲能力并使之与油层渗流能力相匹配，改善抽油机工况。
4 结束语
空抽控制器，具有明显的节电效果，一方面单井耗电量下降了30%～70%，减少不必要的机械耗损，维持了正常生产。另一方面保障单井的原日产液量，部分单井增产1%～7%，保护油层，对单井尤其是低产井的稳产具有重要辅助作用。延长单井寿命，提高最终采收率。
作者简介
侯东梅，现吉林油松原采气厂从事油田开发相关工作。