[发明专利]一种三元复合驱采出井结垢卡泵监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种卡泵检测技术领域，特别涉及一种三元复合驱对出井结垢卡泵的监测系统。

背景技术

三元复合驱，即利用聚合物、表面活性剂、碱的协同作用提高水驱效率的三次采油手段，是近年维持原油采收率的重要手段之一，具有多种优势，越来越受到人们的重视。然而，由于三元复合驱中碱(NaOH)的使用会引起地层黏土分散和运移,导致地层渗透率下降。碱也会与油层流体及岩石矿物，如高岭石、长石、蒙脱石等发生反应，使所含的硅、铝等元素从固相转入地层水中。随着液体的不断采出及所处环境的不断变化，在近井地带、井筒、管路等处形成含沙的沉积碱垢，对地层造成伤害，严重降低产量并影响油井正常生产。随着生产的不断推进，三元复合驱区块三元体系见效后,采出井的井筒及近井地带产生严重垢堵，这通常会导致抽油机井频繁卡泵、螺杆泵井频繁断杆，造成检泵周期短，开井率(即采油井开井数与采油井总井数之比)大幅度下降，而且卡泵情况还呈现快速上升和扩大趋势，进而影响油井的正常生产作业及综合经济效益。

对于抽油机井的结垢卡泵预防及解决目前国内外已经取得了一些成果，对结垢机理及规律的认识已经有了足够的认识。人们通常所接受的结垢对卡泵的影响主要有以下三种，即抽吸卡泵、停机卡泵和热洗卡泵。针对这些技术难题，科技人员研发出了化学防垢技术(如将液体防垢剂下入井中)、长柱塞短泵筒防垢泵、物理防垢、小过盈螺杆泵等方法，有效延长了检泵周期。然而每种方法都有自身存在的一些缺点，如化学方法存在随作业一次性下井的材料量受限、对厚度大、强度高的垢难以清除、清垢后的废液清理不净易卡泵、污染环境等问题，长柱塞在工作行程中未入柱塞部分易结垢等。因此，最理想的解决办法就是能够提前预测结垢卡泵的发生，掌握结垢卡泵的规律，实时调整措施，及时补救。

针对以上的讨论，我们可以看到能够掌握卡泵规律、提前预测就能够有效地减少卡泵发生的几率和清泵次数，并实时地指导调整热洗或加药周期，确保泵况稳定。鉴于此，本专利设计了一个能够监测电机运行参数和悬绳器异常分离的装置，建立单井结垢周期模型，进行卡泵长期预测、中期预警及短期报警技术，对提高三元复合驱运行效能及延长检泵周期具有重要意义。

发明内容

本专利旨在对三元复合驱过程中采出井结垢卡泵提出预防措施，通过监测电机运行参数(如电压、电流)和悬绳器异常分离信号来摸索卡泵周期规律，实现卡泵前报警、建立单井动态数据库，并指导调整热洗或加药周期，确保泵况稳定。

为实现三元复合驱体系生产井结垢卡泵防控，需要采取三种防控方式，即(1)长期预测，(2)中期预警和(3)短期报警。三种防控方式目的是：

(1)长期预测：通过对抽油机长期运行电流连续自动采集的办法，建立连续监测数据库，通过分析设备运行电流与井下负载和结垢卡泵形成的过程，摸索卡泵周期规律，建立单井动态数据库，并指导调整热洗或加药周期，确保泵况稳定；

(2)中期预警：通过抽油机运行异常电流参数分析监测以及各种原因的停机监测，防止停机时间过长而造成的卡泵情况；

(3)短期报警：建立抽油杆异常分离和抖动的同步监测，实现卡泵前报警。

其中：

抽油杆异常分析检测信号：该信号来源于抽油杆前端传感器，对于抽油杆出现卡泵、抖动等异常现象进行传输信号。

计次逻辑分析电路：当传感器每检测一次异常信号后，该分析电路进行正常加1计数。

电流异常采集电路：对电机工作时的异常(比如电流或电压突然变大)，进行采集。

电流异常数据分析模型电路：对来自电流异常采集电路中的电流进行分析，如果超过设限制会进行报警，形成第二路报警信号。

异常停机等直观故障信号：由于卡泵或其他原因而导致电机突然停止工作，通过智能检测器的监测而形成第三路报警信号。

报警信号中转发射机：对来自设限报警分析模块的输出的报警信号经过短程传输至无线远程传输发射机上。

无线远程传输发射机：远程发射机位于变压器平台上，接收来自中转发射机的信号，并将报警信号传输至远处值班室，通知后线值班人员去现场落实处理问题。

无线远程报警接收机：接收来自无线远程传输发射机发来的报警信号，并通过发出警报声音的手段来提醒值班人员进行现场处理。

数据存储电路：对形成异常电流信号的数据，按照时间轴进行存储。

蓝牙测控采集器：通过该采集器对异常信号进行采集，该采集器主要为电流异常采集电路服务。