CN109458170A - 智能型丛式井远程集中控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了智能型丛式井远程集中控制***，包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于获得丛式井参数以及抽油机参数；嵌套安装若干丛式井内的单片机，所述单片机接受总控制平台回传的控制指令或根据需求主动控制控制变频器处于合理的频率范围内运行；以及与单片机连接的变频器；还包括总控制平台，总控制平台搭建有数据传输信息平台，人机界面显示平台以及人工控制平台；人机界面显示平台用以显示若干抽油机的电流、电压、功率参数以及总电流和总功率信息，并提供调节参数对话框；所述人工控制平台根据人机界面显示平台的对话框对应输入参数。本发明为用户提供丛式井管理自动化解决方案；并利用变频器调整抽油机的电源控制，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及智能型丛式井远程集中控制***。
背景技术
丛式井是指在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位。
由于相关井口较多，现有采用控制***进行综合管理，远程集中控制***可以对不同类型信息进行集中监视和跨厂商统一控制,实现数据采集、设备控制、测量、参数调节和事故报警、预测等功能。
但是在油井的数据采集和信息传输中，由于油井其他条件的限制，使油井通讯不可避免的面对很多困难，如：传输距离长，传输途径中横向结构变化多，管壁油污、油帽子、结蜡等实际非一致性的井况条件，井下高位、高压和潮湿的环境等，数据传输有可能存在滞后，或者人员收到数据后不能第一时间作出应对方案，导致相关仪器设备的损坏。
有鉴于此，有必要对现有技术中的控制***和传输方式予以改进，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，为实现上述目的，本发明提供了智能型丛式井远程集中控制***，本发明测量载荷、冲程、冲次、油温、油压、套压、回压、转速、电量等工况数据，为用户提供丛式井管理自动化解决方案；并利用变频器调整抽油机的电源控制，延长了使用寿命。
智能型丛式井远程集中控制***，包括：
数据采集模块，所述数据采集模块用于获得丛式井参数以及抽油机参数；
嵌套安装于所述若干丛式井内的单片机，所述单片机数量与所述丛式井一一对应，所述单片机收集所述丛式井内数据并传输至总控制平台，所述单片机接受总控制平台回传的控制指令或根据需求主动控制控制变频器处于合理的频率范围内运行；
以及与单片机连接的变频器，所述变频器用于控制供所述抽油机的电源启闭；
还包括总控制平台，所述总控制平台搭建有数据传输信息平台，人机界面显示平台以及人工控制平台；
所述数据传输信息平台主要由GPRS传输装置以及信息处理软件组成，
所述人机界面显示平台用以显示若干抽油机的电流、电压、功率参数以及总电流和总功率信息，并提供调节参数对话框；
所述人工控制平台根据人机界面显示平台的对话框对应输入参数。
该软件能够同时接收若干丛式井所发的实时信号，如需查看任一丛式井，只需键入该丛式井编号即能获得相关数据；若任意丛式井有超限报警信号出现，人机交互界面立即将画面显示出来，并指出报警部位和参数等，同时根据情况可以将处理方案发至丛式井进行预防处理。
采用变频器避免多台抽油机在运行过程中同时达到功率峰值，从而减少因供电电网或发电机受到冲击导致过载停机的故障，降低丛式井井场电 网或发电机的装机容量。
在本发明的一个优选实施例中，所述人机界面显示平台包括显示器模块、鼠标模块和键盘模块，所述接线端口为USB接口或者RS232通讯接口。
在本发明的一个优选实施例中，所述数据采集模块包括装配于各个丛式井内传感器组件，所述传感器组件分别用于获得井内的温度、液位、压力参数，并通过线路传输至单片机，所述单片机设定所述传感器组件采集的频率、异常值报警参数。
在本发明的一个优选实施例中，所述变频器和单片机之间采用实时通讯，所述单片机将实时调整参数送至变频器。
在本发明的一个优选实施例中，所述单片机获得井内的温度、液位、压力参数后，应用功率曲线法计算出调节抽油机平衡率的参数值。
在本发明的一个优选实施例中，所述抽油机平衡率=上冲程峰值电流/下冲程峰值电流*100%，设定抽油机平衡率在80%~110%，抽油机平衡率状况好。
在本发明的一个优选实施例中，同排作业区域间两组丛式井最小距离大于15m。
防电磁干扰措施：强、弱电设备分层安装、加金属屏蔽隔离，形成封 闭屏蔽环；视频等弱电设备安装背板的绝缘等。
在本发明的一个优选实施例中，所述抽油机采用渐开线抽油机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的控制***测量载荷、冲程、冲次、油温、油压、套压、回压、转速、电量等工况数据，为用户提供丛式井管理自动化解决方案；并利用变频器调整抽油机的电源控制，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图。
图2为本发明的数据采集模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例2：
请参图1所示，图1为本发明的结构原理框图。在本实施方式中，智能型丛式井远程集中控制***，包括：数据采集模块100，其中数据采集模块100用于获得丛式井参数以及抽油机参数；
嵌套安装于所述若干丛式井内的单片机200，所述单片机数量与所述丛式井一一对应，所述单片机收集所述丛式井内数据并传输至总控制平台，所述单片机接受总控制平台回传的控制指令或根据需求主动控制控制变频器处于合理的频率范围内运行；
以及与单片机200连接的变频器300，所述变频器用于控制供所述抽油机的电源启闭；
还包括总控制平台，所述总控制平台搭建有数据传输信息平台400，人机界面显示平台500以及人工控制平台600；
所述数据传输信息平台400主要由GPRS传输装置以及信息处理软件组成，
所述人机界面显示平台500用以显示若干抽油机的电流、电压、功率参数以及总电流和总功率信息，并提供调节参数对话框；
所述人工控制平台600根据人机界面显示平台的对话框对应输入参数。
该软件能够同时接收若干丛式井所发的实时信号，如需查看任何丛式井，只需键入该丛式井的数值即能获得相关数据；若任何丛式井有超限报警信号出现，人机交互界面立即将画面显示出来，并指出报警部位和参数等，同时根据情况可以将处理方案发至丛式井进行预防处理。
采用变频器避免多台抽油机在运行过程中同时达到功率峰值，从而减少因供电电网或发电机受到冲击导致过载停机的故障，降低丛式井处的电网或发电机的装机容量。
进一步地，人机界面显示平台包括显示器模块、鼠标模块和键盘模块，所述接线端口为USB接口或者RS232通讯接口。
其中USB接口为可扩展接口，便于实现更好的后台数据导入等操作，或者RS232通讯接口为信号传输接口。
参照图2，进一步地，数据采集模块400包括装配于各个丛式井内传感器组件，所述传感器组件分别用于获得井内的温度、液位、压力参数，并通过线路传输至单片机，所述单片机设定所述传感器组件采集的频率、异常值报警参数。该采集的的频率、异常值报警参数根据不同的传感器进行相应设定，例如压力传感器通过压力采集线路与单片机相连，单片机对测量数据进行解析并发送至总控制平台。
在抽油机工作过程中，传感器组件检测密度数据，如果密度值低于设计值，则地下水渗入或气体渗入均可引起密度变低，说明已进入油气层，浓度超过设计值，报警指令发送至总控制模块，并对应采取措施预防事故发生。
上述变频器和单片机之间采用实时通讯，所述单片机将实时调整参数送至变频器。具体变频器具有软起动功能起动时电流较小，对电网冲击小，起动时能耗大为降低，避免了启动时的相当于3~7倍的额定电流，避免了不必要的电能损耗，同时减少了对电动机，变速箱，抽油机等大机械的冲击，延长了相关设备的使用寿命，在工作中电机的功率因数可从0.2~0.5提高到0.9，减轻电网和变压器的负担，降低线损，大量减少了无功损耗。
在实际使用过程中单片机获得井内的温度、液位、压力参数后，应用功率曲线法计算出调节抽油机平衡率的参数值。
而关于抽油机平衡率=上冲程峰值电流/下冲程峰值电流*100%，设定抽油机平衡率在80%~110%，抽油机平衡率状况好。 若上冲程最大电流大于下冲程最大电流，抽油机平衡率不够，需要加平衡重或加大平衡半径，反之表示平衡重过大，要减小平衡重或平衡半径。平衡状态诊断：当平衡率小于80%，大于110%，抽油机处于不平衡状态。
上述设备采取防电磁干扰措施：强、弱电设备分层安装、加金属屏蔽隔离，形成封闭屏蔽。
实施例2：
如实施例1描述的控制***外，本实施例给出在应用本控制***的丛式井的布局方式。
在本实施例中，同排作业区域间两组丛式井最小距离大于15m。由于丛式井在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口，各井的井口相距较近，故必须合力选择井口位置。单片机检测相关参数，并根据参数调整井下钻头的钻位，使所述正钻井和邻井套管保持预设距离。
实施例1和实施例2的抽油机采用渐开线抽油机。在相同参数条件下，该机减速箱额定扭矩比常规游梁式抽油机下降30%以上，装机功率下降50%左右，具有显著的节电效果
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，包括：
数据采集模块，所述数据采集模块用于获得丛式井参数以及抽油机参数；
嵌套安装于所述若干丛式井内的单片机，所述单片机数量与所述丛式井一一对应，所述单片机收集所述丛式井内数据并传输至总控制平台，所述单片机接受总控制平台回传的控制指令或根据需求主动控制控制变频器处于合理的频率范围内运行；
以及与单片机连接的变频器，所述变频器用于控制供所述抽油机的电源启闭；
还包括总控制平台，所述总控制平台搭建有数据传输信息平台，人机界面显示平台以及人工控制平台；
所述数据传输信息平台主要由GPRS传输装置以及信息处理软件组成，
所述人机界面显示平台用以显示若干抽油机的电流、电压、功率参数以及总电流和总功率信息，并提供调节参数对话框；
所述人工控制平台根据人机界面显示平台的对话框对应输入参数。
2.根据权利要求1所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述人机界面显示平台包括显示器模块、鼠标模块和键盘模块，所述接线端口为USB接口或者RS232通讯接口。
3.根据权利要求1所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述数据采集模块包括装配于各个丛式井内传感器组件，所述传感器组件分别用于获得井内的温度、液位、压力参数，并通过线路传输至单片机，所述单片机设定所述传感器组件采集的频率、异常值报警参数。
4.根据权利要求3所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述变频器和单片机之间采用实时通讯，所述单片机将实时调整参数送至变频器。
5.根据权利要求4所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述单片机获得井内的温度、液位、压力参数后，应用功率曲线法计算出调节抽油机平衡率的参数值。
6.根据权利要求5所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述抽油机平衡率=上冲程峰值电流/下冲程峰值电流*100%，设定抽油机平衡率在80%~110%，抽油机平衡率状况好。
7.根据权利要求1-6之一所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，同排作业区域间两组丛式井最小距离大于15m。
8.根据权利要求7所述的智能型丛式井远程集中控制***，其特征在于，所述抽油机采用渐开线抽油机。
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