油井智能间抽控制技术研究与应用

油井智能间抽控制技术研究与应用科技创新节能减排目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介立项背景及目的抽油井数抽油井能耗泵效漂浮度间抽井数油田开采情况变化时间变化趋势立项背景及目的立项背景及目的平均产液能耗间抽制度无效能耗干抽间抽井单井生产情况时间状态研究目的：在不影响现有抽油井产量的前提下，采用智能间抽控制技术自动检测、跟踪、分析抽油井工作状况，自动调整抽油机运行状态，准确执行合理的间抽制度，从而达到节约能源，降低抽油设备损耗的目的。干抽无效能耗目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介工程研发及产品简介工程研发的技术思路xy理论泵产变化量示功图面积变化量泵效变化量面积－泵效－理论泵产变化图

2005年，对国内外现有油井节能与增产技术进行调研，开始基于示功图面积法对油井节能与增产的理论预研。2006年，取得了理论上的突破，研制了适用于多种泵况油井的节能装置原型机，并进行了两口单罐间抽井的现场试验。2007年向油田公司申请立项，开发出集计算机技术、通信技术及数据采集于一体的基于示功图面积法的油井节能装置，并完成了产品功能和性能的稳定性现场试验。

工程研发过程工程研发及产品简介智能间抽控制装置组成电铃报警控制装置载荷变送器接近开关人工、自动转换人工启、停按钮故障指示灯系列工程研发及产品简介智能间抽控制装置的功能当出现传感器故障时，示功图数据采集失败，绘不出图，故障灯常亮。当出现上、下、双凡尔泄露，气影响，杆断脱和气锁故障时，故障灯常亮。工程研发及产品简介有效泵效点确定停抽时长确定故障识别处理生产参数调整自动开机报警辅助功能人工手动切换数据保存读取工作制度确定主要功能目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介关键技术——抽油井在线专家诊断系统关键技术及创新点系统启动，采集抽油机运行状态、控制状态及传感器数据，自诊断安装情况安装正确后自动运行，诊断确定合理的抽油井工作制度确定当前井的标准功图形状样板，与标准故障图形叠加确定当前井故障功图形状样板连抽工作制度间抽工作制度确定目前泵效确定停抽点、确定停抽时长，记录前次运行及停机时长确定目前载荷人工状态自动状态检测示功图数据开机状态关机状态开机状态关机状态记录工作情况传感器正常传感器故障记录时间变化传感器正常记录功图面积传感器故障进入安全模式记录时长变化达到长设置值先行报警后自动开机判断泵效变化判断载荷变化记录功图面积判断故障情况执行前一次间抽制度有变化无变化到达停抽点停机提交变化申请进行制度调整给出建议变化提示判断泵况和运行时长变化调整间抽制度记录状态及检测数据记录状态及检测数据记录状态及检测数据关键技术及创新点创新点1——平均面积法理论模型使用示功图的平均面积法为根底,建立数学模型作为判断油井泵效和地层渗流量变化的依据。创新点2——图像处理理论模型使用数学形态学和图像形态学为根底，建立数学模型作为判断故障的依据。确定形状的特征点样板原实际功图形状经过扩张腐蚀和细化采集功图形状处理后计算面积十分钟的平均面积作为一个数据存储形成一个抽油变化曲线加权处理形成一个抽油时泵效变化曲线计算停抽点创新点3——系统状态集

集成了128种状态集全面解决油井可能出现的情况

实际泵功图故障变形图实际样板图一个或多个故障确定工作计划常见故障标准泵功图实际泵功图寻找结合生产参数比较实际检测标准地面样板功图理论游动凡尔泄漏功图游动凡尔泄漏样板功图关键技术及创新点目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介国内外同类比照国内外技术开展产品功能特点存在的问题电流功图形状监控检测功率或功图形状变化，实时监控抽油机运转情况，主动控制抽油机的启停通过对工作状况的判断进行抽油机的启或停实现节能可以节能，但没有泵效和供液能力等变化的处理能力，不能达到最佳节能效果人工间抽按照地质办给定的工作制度进行人工调开、调停按照大周期执行间抽工作制度可以节能，但不能防止干抽和达到最佳节能效果定时器控制人工摸规律，定时的启、停控制可以控制抽油机定时自动开机和关机可以做到节能，但不能达到最佳节能效果，无故障判断，不能实现泵效和供液能力等变化的处理能力功图面积法控制检测地面示功图的简单方式进行工作制度和工作参数的确定、跟踪和调整无需人工干预不受日常工作和供液能力变化的影响可以节能，有泵效和供液能力等变化的处理能力，有判断常见故障和无顾虑操作的能力目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介工程应用情况日产液量变化统计表井号安装时间安装之前安装之后运行天数d液量变化t工作制度开/关，d产液量t/d工作制度开/关，h产液量t/d

SQ4022007.8连开3.98/123.414-0.5SQ23992007.8连开3.14/83.1400SQ23502007.8连开3.24.6/185.1301.9SQ24312007.8连开3.510/243.7500.2SQ42152006.7开5关31.73/181.9153.80.2SQ1062006.8开5关32.22.3/152.2238.70SQ25162007.8连开18/121.1140.1SQ2406

2007.8连开3.48/123.8140.4SQ2337

2007.8连开1.15/241.3140.2SQ2477

2007.8连开2.58/122.214-0.3SQ2438

2007.8开3关31.67/182.8301.2SQ2432

2007.8连开3.68/242.850-0.8SQ24742007.8连开10.624/012.2301.6合计30.833.42.6工程应用情况在专家系统中合理的间抽制度包括两个参数：停抽点和停抽时长SQ106井最正确停抽点确定。1、确定合理间抽制度〔SQ106井为例〕停抽点停机泵效变化相对值到24为止，为最大泵效的〔24/62〕39%，抽油时间约为2小时20分左右。典型井分析

工程应用情况SQ106井确定停抽泵效运行日志典型井分析

工程应用情况SQ106井确定停抽泵效面积日志典型井分析

工程应用情况SQ106停机时长确实定〔07年07月31日-08月5日〕

停机15小时后启抽运行效率较优停抽/启抽时间比照图运行效率比照图典型井分析

工程应用情况SQ4215井2021年07月16日-07月17日实际液面变化与装置理论推导确定停抽点及停抽时间比照典型井分析

工程应用情况

开井3小时关井关井2、自校准功能(以SQ2399为例)停机时间长度444441281215888开机时间长度16.317.23.84.24.383.74.14.84.34.43.9原方案出现变化进行调整新方案典型井分析

工程应用情况SQ106传感器故障日志典型井分析

工程应用情况3、故障诊断功能(以SQ2474为例)

SQ2474的标准示功图模板2007年7月25日的气影响示功图

SQ2474抽油井故障诊断图例:典型井分析

工程应用情况目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介FLJY-5型油井节能控制装置节电效果统计表井号安装时间安装之前安装之后运行天数d缩短抽油时间h/天平均日节电率％累计节电KW·h工作制度开/关，d折算开井时长h/d工作制度开/关，h折算开井时长h/d

SQ4022007.8连开248/129.63414.4603094.3SQ23992007.8连开244/88601666.76067.2SQ23502007.8连开244.6/184.95019.179.66035.6SQ24312007.8连开2410/247701770.87520.8SQ42152006.7开5关3153/183.3173.811.748.812851.5SQ1062006.8开5关3152.3/153.2258.711.849.219292.8SQ25162007.8连开248/129.63414.4603094.3SQ2406

2007.8连开248/129.63414.4603094.3SQ2337

2007.8连开245/244.13419.982.94276.1SQ2477

2007.8连开248/129.63414.4603094.3SQ2438

2007.8开3关3127/186.7505.3221674.8SQ2432

2007.8连开248/2467018187963.2SQ24742007.8连开2424/02450000合计282105.6176.456.578059.1经济效益和社会效益经济效益和社会效益投入产出回收期233天后收回投资间抽控制装置费用：2万元/井次×13=26万元〔一次性投入〕每天平均节电：176.4h×6.32kw=1114.8kw·h每天平均节约电费：1114.8kw·h×1元/kw·h=1114.8元净收益每天平均每口井将节约86元经济效益：经济效益和社会效益社会效益：1、智能间抽控制装置的应用使抽油井施工图应用由粗放的人工图形比照到量化分析应用，实现了单井常见故障的诊断、报警，使采油工能直观的了解油井工作状况，方便了管理。4、智能间抽控制装置的推广应用将使油田泵效低于10％的油井节约近50％的能耗，是油田节能降耗的一项重大措施。2、智能间抽控制装置的应用大大的减少了抽油井的换盘根工作量，工作频度由原来的经常换到现在的按季换，甚至到一年换一次，受到现场采油工人的一致好评。3、通过抽油井工作制度的变化，采油工就可以直观的了解抽油井产量变化情况，有利于油井动态分析。目录立项背景及目的工程应用情况产生的经济和社会效益结论及认识关键技术及创新点国内外同类比照工程研发及产品简介结论及认识供液缺乏的油井,安装智能控制装置，通过优化工作制度，实现了产量变化不大，降低运行单耗的目的。通过对功图法油井节能技术可行性论证和现场运行试验证明，此技术和理论是有效、可行的,节能效果显著。

在高产油井〔供液能力大于泵抽产量〕和泵况较差的油井上没有节能的效果，但供液能力降低后和泵况发生变化时，系统会自行诊断、调整工作制度从而节能。考虑到冬季情况下的最长停机时间，北方地区建议冬季不执行自动控制操作。考虑到采油管理资料录取的需求，建议在智能间抽控制装置上能显示该井上一次开关井周期，方便计量和折算产量。汇报结束敬请各位专家指正！科技创新节能减排日期沉没度日产液量备注2007.0747.35.3

2007.0835.78

2007.0949.76.1

2007.1049.74.2

2007.11未测4.4

2007.1260.84.1

2008.0156.27.2

2008.02未测6.3

2008.03657.5

2008.0446.75.7

2008.0547.42.9

2008.06107.617.7上修回采2008.07未测配钻停

SQ2406生产数据日期沉没度日产液量备注2007.0798.78.6

2007.0828.45.8

2007.0933.66.5

2007.10113.96.6

2007.1142.16.8

2007.1244.87.4

2008.0164.36.4

2008.02未测7

2008.0353.75.5

2008.0424.86.8

2008.