[发明专利]智能化抽油系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田开发的抽油设备，尤其涉及一种高效智能抽油设备。 

背景技术

我国有油井几十万口，有杆抽油井占95％以上，有杆抽油设备95％以上是国外引进的游梁式抽油机。国外的有杆抽油井也是以游梁式抽油机为主体，但国内外油田的差异在于国情不同。首先是我国的油藏主体特征是低渗透、单位面积储量低，形成井数众多而单井产量很低的局面；其次是我国经济高速发展，对能源需求迫切，油井采出强度大、增产措施工作量大、导致井况差、生产成本升高；三是我们能源利用率低下，生产同一产品所需能耗可能是发达国家的几倍之多。石油企业既是能源生产的主力，同时也是耗能大户。全国油田的抽油机装机容量在数百万千瓦以上，年耗电量在数百亿度以上。数量庞大的低产井抽油系统效率只有20％左右，其中大部分的特低产井仅有10％左右，这些油井不但浪掉费掉了大量的能源，同时因抽油机每年约300万个冲次高速运转，引发抽油系统设备如抽油泵、油杆、油管、抽油机等加速磨损，使检泵周期大幅缩短，修井作业量大增，生产成本居高难下。鉴于提高系统效率不但可节省大量能源还可以大幅度降低生产成本，故已成为业界普通关注的课题之一。 

我国油田开发总体技术水平居世界前列，有庞大的科研机构和专业技术队伍。多年来有无数的人前仆后继为油田的技术进步作出了巨大的努力，取得了丰硕的成果。仅就抽油系统专利就有6000多项，但在系统效率方面的发明专利却是凤毛麟角，一直是困扰油田技术进步的薄弱环节，之所以没有取得突破性的进展，究其原因主要有三个问题： 

一是抽油系统包括抽油泵、油杆、油管、井口、抽油机、地面输油流程、计量设备、油井测试等多种设施，还包括地质、采油工程、机械设计制造、电力电器、油井测试、油气集输及环保等多种专业，各属不同的部门管理，都与系统效率有关。因此必须用系统工程学的观点解决问题，各专业单打独斗的方式不会使全系统有突破性的成果。没有通过集成的方式解决问题是系统效率长期低下的主要原因。 

二是没有抓住关键问题----泵效。平均泵效只有30％左右，很多低产井更低，甚至低到10％左右。泵抽不到油，抽油机就在做无用功，这是系统效率低的根源。如果泵能充满，抽三次变为抽一次就可以，泵寿命自然就延长三倍，修井作业也由三次减少到一次。当然，保证在低沉没度油井高产的条件下使泵充满绝不是简单的技术问题。但是，它是必须解决的问题，离开系统效率便无从谈起。 

三是游梁抽油机的问题。为提高泵效而使用小泵，已使泵小到无法制造；加大冲程受减速器输出扭矩的限制；减小冲数受电机皮带轮最小直径的限制，这些方案都走进了死胡同。说到底，这种困局不是游梁抽油机有问题，而是我们的国情与它不合。如果单井产量20吨以上，采出强度不大，游梁抽油机当然也可以，但国情是客观存在的，改变不了，我们必须制造适合我们国家的抽油机。因此，近几年多种形式的大冲程低冲次的抽油机大量出现，但到目前为止，因为故障率高、可靠性差，效果一直不够理想。至此，实践告诉我们，要想取代游梁抽油机，必须改变其抽油方式，由小泵径，低效率，变速运动小冲程、高冲次的抽油方式转变到大泵径、高泵效，匀速直线运动大冲程，冲次数低到泵不充满抽油机就不运转，等待泵充满了抽油机再运转的抽油方式已势在必行。通过适当加大泵径，把泵效提高到90以上，把冲次数降低5-10倍，工作级别由繁忙降到轻闲，系统效率的低下以及降低大冲程抽油机的故障率就可迎刃而解了。 

发明内容

本发明的目的是采用大直径高效率抽油泵配套程控长冲程抽油机，采用智能化的控制系统，对油井实时监控，实现泵不充满抽油机不运转，等待泵充满了再运转的抽油方式。同时，通过上位机与PLC程控抽油机的互联互通实现无限距离、无限油井和无限给予授权的用户之间的信息实时共享共用。 

本发明的技术解决方案是这样实现的：