[发明专利]一种油井机采能效优化系统

权利要求书

1.一种油井机采能效优化系统，其特征包括以下步骤：

1）通过相应数据得出示功图，预设A/B两种上下冲程的运行模式；

2）对示功图进行分析；

3）通过示功图分析结果对油井供液与抽油设备运行参数进行节能优化；

4）根据油井供液与抽油设备运行参数的优化结果，依次调节抽油机冲次、上下冲程状态；

5）待调节抽油机冲次与上下冲程状态后，重新根据相应数据得出优化后示功图；

6）对优化后的示功图进行分析；

7）通过优化后的示功图分析结果对抽油设备运行参数进行二次优化，并对井下泵运行状态参数进行优化；

8）得到对抽油设备二次优化后的运行参数以及优化后的井下泵运行状态参数后，参考抽油杆和油管弹性变化量的反应时间1~3s；

9）根据步骤8）的参数得出需要调节的上下冲程时间；

10）根据步骤9）的上下冲程时间重新调整冲次公式；

11）根据步骤10）的冲次结果通过变频器调节电机运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种油井机采能效优化系统，其特征是：所述的相应参数是指角度传感器的角度数据与载荷传感器的载荷数据。

3.根据权利要求2所述的一种油井机采能效优化系统，其特征是：所述示功图以载荷为纵轴，以位移作为横轴，所述位移是依据公式：S=L*θ/2，S为对应时刻光杆位移，θ为角度传感器的角度数据，L为中轴到抽油机驴头外弧距离。

4.根据权利要求1所述的一种油井机采能效优化系统，其特征是：所述的对油井供液与抽油设备运行参数进行节能优化是指根据对示功图调节抽油机电机的工作状态，如抽油机电机处于能耗较高的状态则降低抽油机工作频率。

5.根据权利要求1所述的一种油井机采能效优化系统，其特征是：当示功图判断供液充满度为100%时，采用5Hz步长频率，对抽油机电机进行频率上调，至示功图判断供液充满度为95%~100%，频率上调上限为50Hz；

当示功图判断供液充满度小于等于95%，且冲次大于等于2次/分钟时，设定冲次为N₁/分钟，一个冲程时间为60/N₁秒，光杆冲程为S米，AF泵有效冲程S_pe,泵充满度为S_pe/(S-λ_杆)；抽油泵上部未充满段充满液体需要的时间公式 为：Δt=30{(S-λ_杆)/N₁*S_pe}-30/N₁ ；对抽油机电机的调整公式为N₂=30/（30/N₁+Δt/2）；其中N₂是步长为Δt/2时抽油机冲次，降低冲次提高充满度，至泵充满度达到95%；

当示功图判断充满度小于等于95%，冲次小于等于2次/分，且大于1次/分时，设定冲次为N₁/分钟，一个冲程时间为60/N₁秒，下调电机频率、降低抽油机冲次，至充满度大于等于95%且小于100%时，停止调整频率；

当示功图判断充满度为小于等于95%，冲次小于等于1次/分时，抽油机下死点左右往复摆动，摆动的幅度范围在抽油杆弹性变形λ_杆值1/2内（0-λ_杆/2）所对应的角度摆动；由角度传感器θ信号，以及中轴到抽油机驴头外弧长距离L输入到主机PLC，依据公式S=Lθ/2和光杆S在（0-λ_杆/2）取值，则θ=λ_杆/L，以下死点为中心左右摆动θ角度，摆动的时长为t_满=60/N_摆Ƞ，设冲次N_摆,泵充满度Ƞ，Ƞt_满=60/N_摆。