[发明专利]一种潜油电泵模糊控制方法

说明书

本发明公开了一种潜油电泵模糊控制方法，属石油开采设备潜油电泵自动控制技术领域，包括以下步骤：（1）设定潜油电泵井的目标压力值P2；（2）采集潜油电泵井的井底压力值P1(t)；（3）确定潜油电泵井的实际运行频率u(t)；（4）调整潜油电泵机组转速n(t)；（5）在下一个采样周期内，重复步骤（2）‑（4）。利用井下压力监测装置对井底压力实时动态监测，以可编程控制器为控制核心，采用模糊控制算法，根据井底压力的变化对潜油电泵的转速进行智能调控，从而保证供采协调，提高潜油电泵系统效率，避免潜油电泵频繁启停以及空抽，“死井”现象的发生。

技术领域

本发明涉及一种潜油电泵模糊控制方法，属于石油开采设备潜油电泵自动控制技术领域。

背景技术

潜油电泵井生产过程中，必须保证油井的生产能力和泵的排量相匹配。泵的排量由转速决定，如果潜油电泵在工频全压下工作，则转速不变，排量固定，一旦油井的供液能力发生变化，就会导致供采失调，轻则使泵偏离合理高效区，造成系统效率低下，能源浪费严重，重则造成空抽、“死井”，为了解决这一问题，通常采用增加变频器与井下监测装置，利用变频器调整转速，利用井下监测装置对井底压力进行监测，其缺陷在于变频器不具备自动调参功能，必须依赖人工根据井底压力变化进行参数调整，实时性较差且存在较多的人为误判。

模糊控制策略属于智能控制的范畴，不依赖于被控对象精确的数学模型，适用于具有非线性、滞后性、强耦合的复杂控制对象。潜油电泵采油系统是一个非线性系统，受到井下温度、压力等多种不确定因素的影响，耦合性强，很难建立精确的数学模型，因此非常适合采用模糊控制策略对其进行控制，保证其良好运行。ZL200610155598.7公开了一种变频调速节能的水泵模糊控制方法，分别利用PLC与模糊控制器对污水泵站的水位进行“粗调”和“细调”，选择水位偏差和水位偏差变化率作为模糊控制器的输入，选择变频器的输出频率作为模糊控制器的输出变量，通过建立相应的模糊控制规则库，使变频器的频率随着水位的变化而变化，从而使泵站平稳运行于设定的目标水位，实现系统耗能最小和污水溢出污染最小的控制目标，也避免了机泵频繁启停情况的发生；申请号为201010209019.9的专利申请公开了基于模糊控制的排污水泵控制方法及装置，由PLC处理平台、本地操作面板、水位监测元件、水泵控制元件组成，该装置以PLC为核心，采用模糊控制，以污水泵坑水位偏差及水位偏差的变化率作为输入变量，以水泵的速度为输出变量，通过建立相应的模糊控制规则库，使装置处于自动起停及变速排污水泵，以保证污水泵坑不出现溢污水现象，免除生产车间二次被污染的可能。

以上两种专利公开的模糊控制专门为地面排污水泵而设计，控制参数为液位偏差和液位偏差变化率，控制目标是使泵站平稳运行于设定的目标水位，而潜油电泵系统工作在井下两三千米深处，系统具有高温高压以及强耦合的特性，油井的液位难以实时测量，因此这两种方法无法应用于深井下的潜油电泵采油。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的油井液位难以实时测量，从而难以对潜油电泵转速进行智能调控的缺陷，进而提供一种根据井底压力变化对潜油电泵转速进行智能调控的潜油电泵模糊控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种潜油电泵模糊控制方法，利用井下压力监测装置对井底压力值进行实时监测，模糊控制器实时采集井底压力值，并与人机界面设定的目标压力值作比较，通过模糊算法计算出实际运行频率，并传送给变频驱动单元，从而对潜油电泵机组的转速进行调整，使潜油电泵的排量能够根据井底压力值的变化自动调控，方法实现框图如附图1所示，包括以下步骤：

1、设定潜油电泵井的目标压力值P2：根据潜油电泵井的设计产量和该井由测井资料绘制的油井流入动态曲线，可得该井设计产量下的井底流压值，在人机界面的触摸屏中将该值设定为目标压力值P2，传送并存储在模糊控制器的CPU模块内；