[发明专利]潜油/潜水系统的控制系统

说明书

本发明涉及系统控制领域，其实施方式提供了一种潜油/潜水系统的控制系统，包括地面控制器、井下驱动器和井下电机，所述井下驱动器与所述地面控制器相连，并控制所述井下电机；所述井下驱动器被配置为：监测与所述地面控制器的通信状态，若所述通信状态正常，基于所述地面控制器的指令控制所述井下电机的转速；若所述通信状态异常，基于获取的动液面值控制所述井下电机的转速。本发明提供的实施方式增加了潜油/潜水系统中对于控制系统内通信异常的处理，具有鲁棒性好和减少系统停机的有益效果。

技术领域

本发明涉及系统控制领域，特别涉及一种潜油/潜水系统的控制系统。

背景技术

现有的潜油或潜水系统控制采用地面装置输出三相电流，通过动力电缆把电流输送给井下电机，实现电机启动和调速控制，是一种“远程驱动”方式。这种方式输电效率低，启动和变载情况下难以保证驱动性能，不能让电机稳定输出大转矩，不能保证电机能量转化效率。

申请号为200910137775.2的发明专利《潜油伺服拖动系统》中，公开了包括泵，所述的泵通过保护器和伺服电机系统相连；地面控制装置通过电缆与地面电源相连，该电缆与伺服电机系统相连；地面电源通过地面控制装置对伺服电机和泵供电，所述的伺服电机系统由伺服电机和伺服控制器组成，伺服控制器控制伺服电机的运转。该专利中虽然给出了地面控制箱主要负责将外接的三相电流转换为直流电输送给井下控制箱内的伺服控制器，同时也实现地面同井下伺服控制器的通信。

申请号为200910137762.5的发明专利《一种抽油系统的控制系统》中，也公开了包括位于井下的伺服电机、电机控制模块和采集电机运行信息的传感器；还包括位于地面上的电源模块和地面控制模块；所述电源模块将地面上的三相交流电转换为直流电输入到井下的电机控制模块；所述地面模块与所述电机控制模块通信。

上述两件已公开的专利中，都未给出对电缆远距离传输状态的监控方法，也未给出对动液面的精确计算方法和当通信发生异常时的应对方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种潜油/潜水系统的控制系统，通过对控制权限的灵活转移，以避免因通信异常而导致系统停机的问题。

在本发明的第一方面，提供了一种潜油/潜水系统的控制系统，包括地面控制器、井下驱动器和井下电机，所述井下驱动器与所述地面控制器相连，并控制所述井下电机；所述井下驱动器被配置为：监测与所述地面控制器的通信状态，若所述通信状态正常，基于所述地面控制器的指令控制所述井下电机的转速；若所述通信状态异常，基于获取的动液面值控制所述井下电机的转速。

优选的，所述基于所述地面控制器的指令控制所述井下电机的转速，包括：将与动液面值相关的压力参数传送至所述地面控制器，接收所述地面控制器基于所述压力参数生成的对所述井下电机的转速控制指令。

优选的，所述转速控制指令为变速指令，所述变速指令用于对所述井下电机的当前转速进行修正，以生成所述井下电机的即时转速。

优选的，所述基于获取的动液面值控制所述井下电机的转速，包括：确定获取的动液面值不低于停机阈值；基于与动液面值相关的压力参数，得到当前动液面值；基于所述当前动液面值和所述井下电机的当前转速，生成所述井下电机的即时转速。

优选的，若所述获取的动液面值低于停机阈值，则控制所述井下电机停机，并持续监测获取的动液面值；在所述获取的动液面值高于预设区间时，恢复所述井下电机运行。

优选的，所述基于与动液面值相关的压力参数包括：井液压力采集值和套管气压采集值。

优选的，所述井下电机的当前转速，通过辨识算法或角位移传感器的测量值进行获取。