[实用新型]油井供排液协调装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及一种油井合理采液的闭环测控装置，是一种油井供排液协调装置。

背景技术

石油开采过程中，油井地层提供的井液与井口排出的液体之间需要有一个相对平衡状态。排液数量是根据前期探明的地址储量、渗透能力等因素设计的，而且是按照生产能力的上限确定采油设备，随着油井开采时间的延长，开采总量的增加，油井的供液能力逐渐下降。因此许多油井在开采一段时间后，进入供液不足的低效率开采状态，直接导致了电力资源的浪费。由于供液不足造成抽油机抽空，还能引起的抽油泵与液面的撞击，导致抽油机、油杆或抽油泵的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种油井供排液协调装置，根据油井采油泵的最佳沉没度来确定采油速度，采油速度与地层供排液达到协调一致。具体来说本装置能随时测出油井的环空液面，与设定的最佳沉没度进行比较后，驱动抽油机电机改变旋转速度并改变抽油杆冲次，驱动螺杆泵采油；应用到无杆泵采油井，同样能改变无杆采油泵频率来调整采油速度，使得无杆采油泵始终处在最佳沉没深度。总之，使用本装置能使得油井的开采速度始终处于合理的状态下，不会发生油井开采不足或开采过度的情况发生。

本实用新型采用的技术方案是：油井供排液协调装置主要由发声控制单元1、回声检测单元2、中央控制器和调速电动机10组成，其特征在于：中央控制器固定在电动机控制仪表盒内，中央控制器包括微处理器3、时钟单元8、存储单元6、键盘7、显示单元4、通讯接口5及控制输出单元9。时钟单元8、存储单元6、键盘7、显示单元4、通讯接口5和控制输出单元9有导线连接微处理器3。回声检测单元2有导线连接微处理器3，回声检测单元2有导线连接发声控制单元1，发声控制单元1和回声检测单元2固定在采油井口。控制输出单元9与发声控制单元1导线连接，控制输出单元9的隔离接点输出接至电动机的调速器上。

油井供排液协调装置工作原理：

(1)微处理器3定时或指令通过控制输出单元9控制井口声控传感器1产生高强度的单脉冲声源，回声检测单元2将采集的音频液位信号经过放大、分频、滤波处理后送至微处理器的模数转换器。

(2)微处理器3将测得的液位信号与给定的合理沉没度进行比较，得到的差值经过计算得到电动机最佳转速数据，再将数据送至控制输出单元9对电动机进行控制。控制输出单元9采用4组光电隔离接点输出，可以控制电动机的有级调速控制。

控制单元定时接收上位机指令控制发声控制单元1产生高能量的单脉冲声源，回声检测单元2则检测油套管环行空间液面的回声波，微处理器3根据回声波的时间、强度进行计算，计算出液面深度后与该井最佳沉没度相比较，根据比较后差值的大小及方向来确定调速控制输出单元9的输出，改变调速电机10的转速使得油井的环空液面始终处在泵的最佳沉没深度。

所述的中央控制器电路结构是：回声检测单元2由运算放大器U1、U4、数字电位器U2、U3、滤波器U5、模数转换器U6、声波传感器插头CHO(通过)、电阻、电容、导线和微处理器U7相连接组成；声波传感器插头CHO的脚1通过电容C1、电阻R2与运算放大器U1A的脚3连接，运算放大器U1A的脚1通过电容C3、C4与运算放大器U1B的脚6连接，运算放大器U1B的脚7与数字电位器U2、U3的脚3连接，数字电位器U2的脚5通过电阻R6、电容C6与运算放大器U1C的脚9连接，运算放大器U1C的脚8通过电阻R9、电容C8与滤波器U5的脚4连接，滤波器U5的脚24通过电阻R11与模数转换器U6的脚16连接，模数转换器U6的脚14～7依次和微处理器U7的脚52、54、56、58～61、64相连接，数字电位器U3的脚5通过电阻R12、电容C11与运算放大器U1D的脚13连接，运算放大器U1D的脚14通过电阻R14、电容C13与运算放大器U4的脚2连接，运算放大器U4的脚6通过电阻R17与模数转换器U6的脚17连接。控制输出单元由微处理器U7、锁存器U10、光电耦合器组U9、通过导线相连接组成。锁存器U10的脚3、4、7、8、13、14、17、18分别和微理器U7的脚36、37、38、39、41、43、45、47连接，光电耦合器U9的脚2～9分别和锁存器U10的脚2、5、6、9、12、15、16、19连接。光电耦合器的18、17、16、15脚输出接电机控制器，光电耦合器的12、11脚输出接发声控制单元。