[发明专利]一种采油系统绿色低碳的智能群控方法及系统

说明书

一种采油系统绿色低碳的智能群控方法及系统，通过对现有油井控制系统的改进，与太阳能系统有效融合，在为共直流母线技术提供缓冲装置同时，将太阳能作为补充能源，有效提高电能的利用率和井场碳的排放指标。基于井场智能控制实现对整个井场智能优化，实现了对能源、生产目标协同优化的目的，为实现原油节能高效生产提供可能，同时结合安防控制系统，有效提高系统安全性，降低井场安全隐患。

技术领域

本发明属于抽油机优化控制技术领域，尤其涉及一种采油系统绿色低碳的智能群控方法及系统。

背景技术

目前，国内各大油田公司采用大量有杆采油系统，有杆采油系统中以游梁式抽油机、立式抽油机占比最高；针对有杆采油系统，由于均采用将旋转运动（电机）转换为直线往复运行方式，因此抽油机悬点负载上下行程差大，且处于频繁加速和减速过程中，平衡调节困难，导致电机负载变化幅度大，甚至出现抽油机发电情况，使得抽油机运行耗电量极高，系统效率低下且倒发电引起电网波动。有杆采油系统属于重载类设备，在启动瞬间，电流峰值会达到额定电流数倍，因此在有杆采油系统设计时，系统容量设计往往会选用较大安全系数，导致系统装机容量大，负载低情况。

采用变频器进行冲次调节，每台抽油机需配备一台变频启动控制柜，由于抽油机每个冲程周期位能或惯性的变化会造成电机出现反发电的现象，目前大量采用制动电阻或者能量回馈技术，制动电阻提高系统功率因素，会导致大量电量消耗，能量回馈技术一方面存在转换效率问题，同时会引起电网电压波动。

现有技术《丛式井抽油机变频节能控制装置及其控制方法》提出一种抽油机进行功率错峰控制方法，克服传统抽油机系统电能浪费、装机容量低和故障率高的不足。但在该方案中仅考虑了油井最大功率错峰控制，用于解决油井倒发电利用问题，未考虑到油井启动过程管理；同时仅以功率峰值来考虑，未考虑到油井自身生产效率；因此节能效率有限。

现有技术《一种抽油机井群智能化应用系统和实现方法》中采用数据采集单元、变频单元、工况单元和服务单元，基于预测结果在未来一定时间内对抽油机进行优化变频，以节能、提高泵效及优化错峰控制策。虽然考虑了油井群体智能优化，但未考虑到井场电网自身局限性。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种油井电能和绿色能源协同利用的采油系统绿色低碳的智能群控方法及系统。

第一方面，本发明提供一种采油系统绿色低碳的智能群控方法，包括以下油井错峰优化的步骤：

1）分析当前油井的平均产液量；

2）采集当前井场设备能耗曲线，获取系统内油井电机负载率，泵效；

3）选取其中泵效的油井，分析计算其最大安全频率范围内，以电机高效负载所对应频率进行生产，其中为设定的最大泵效，为设定的最小泵效；

4）选取其中泵效的油井，分析计算其最大安全频率范围，以电机高效负载所对应频率进行生产时间H₁，生产过程中瞬时产液量；同时基于最小安全频率所对应频率进行生产时长H₂，生产过程中瞬时产液量；其中H₁取值范围为30-60分钟；；

5）选取其中泵效的油井，分析计算其最大安全频率范围，以电机高效负载所对应频率进行生产时间H₃，生产过程中瞬时产液量，并进行停机时长H₄；其中H₃取值为10-30分钟，。

通过实施油井错峰优化措置，可有效的提高电机负载率，进行高效生产，低负载时实现节能降耗。

第二方面，本发明提供一种采油系统绿色低碳的智能群控系统，包括井场智能控制单元、单井智能控制单元和安防控制系统；所述单井智能控制单元包括有若干个；所述安防控制系统与前述井场智能控制单元相电连接；所述单井智能控制单元均与井场智能控制单元相电连接；