油田地面地下一體化采油智能控制裝置制造方法
【專利摘要】油田地面地下一體化采油智能控制裝置，為解決對抽油機上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無法進行連續(xù)監(jiān)測的問題。包括抽油機本體，所述抽油機本體的光桿上設(shè)有負荷傳感器，抽油機本體的電機輸出軸上設(shè)有編碼器，抽油機本體的減速箱下端固定有光電開關(guān)，所述負荷傳感器、編碼器、光電開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器連接，控制器的控制輸出端通過伺服驅(qū)動器與電機連接，控制器的壓力、溫度數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器連接，電控配產(chǎn)器設(shè)在井下過電纜封隔器下端的油管柱上，電控配產(chǎn)器上設(shè)有壓力傳感器。降低了抽油機損壞的幾率、減少了工作人員的工作負擔、提高了抽油機的工作效率并且促進了油田科技發(fā)展。
【專利說明】油田地面地下一體化采油智能控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田開采【技術(shù)領(lǐng)域】，屬于一種用于油井的智能開采技術(shù)，具體是油田地面地下一體化采油智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前通過安裝抽油機控制器和電機控制箱，實現(xiàn)了抽油機遙開、遙關(guān)、電機過載和缺相自動停機保護并發(fā)出報警信號等功能，但是傳統(tǒng)裝置中，由于沒有對地面和地下的數(shù)據(jù)同時監(jiān)測和調(diào)控的相應設(shè)備，使得抽油機上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無法進行連續(xù)監(jiān)測，無法為油藏工程分析提供準確數(shù)據(jù)。尤其是井下地層壓力、產(chǎn)液量發(fā)生變化時，工作人員無法準確獲得相應數(shù)據(jù)，不能及時對抽油機進行參數(shù)調(diào)整，使抽油機不能在合理工作范圍內(nèi)使用，降低抽油機工作效率，影響油田開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為設(shè)計一種可以對地面及地下數(shù)據(jù)同時監(jiān)測和調(diào)控的設(shè)備，以解決對抽油機上的沖程、沖次、載荷、功圖以及地層溫度、壓力等數(shù)據(jù)無法進行連續(xù)監(jiān)測的問題，而提出的油田地面地下一體化采油智能控制裝置,包括抽油機本體,所述抽油機本體的光桿上設(shè)有負荷傳感器，抽油機本體的電機輸出軸上設(shè)有編碼器，抽油機本體的減速箱下端固定有光電開關(guān)，所述負荷傳感器、編碼器、光電開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器連接，控制器的控制輸出端通過伺服驅(qū)動器與電機連接，控制器的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器連接，電控配產(chǎn)器設(shè)在井下過電纜封隔器下端的油管柱上；
所述電控配產(chǎn)器包括上密封頭、上接頭正反接箍、本體、下接頭正反接箍及下密封頭，所述的上接頭正反接箍上下端分別與上密封頭及本體上端相連接，本體及上接頭正反接箍上開有彼此連通的橋式通道，下接頭正反接箍上下端分別與本體下端及下密封頭相連接，上密封頭上端及下密封頭下端分別設(shè)有第一密封裝置及第二密封裝置，本體上端連接有第一耐壓外罩，第一耐壓外罩上端連接有第二抗壓外罩，第二耐壓外罩上端固定有密封堵頭，第二耐壓外罩與密封堵頭之間設(shè)有密封圈，密封堵頭上部連接第三密封裝置，第三密封裝置上端通過電纜通道與第一密封裝置連接，第三密封裝置下端通過電纜通道與電路組件連接，電路組件通過電纜通道分別與電機組合、壓力、溫度傳感器及第四密封裝置連接，壓力傳感器通過壓緊螺塞固定在本體外壁的凹槽中，第四密封裝置通過電纜通道與第二密封裝置連接；所述電機組合輸出端連接有聯(lián)軸器組件及傳動軸，傳動軸下端設(shè)有活塞。
[0004]所述光電開關(guān)為同軸反射式紅外光電開關(guān)。
[0005]所述電機組合外側(cè)設(shè)有電機罩。
[0006]所述聯(lián)軸器組件下部的傳動軸外部設(shè)有動密封組件。
[0007]所述控制器包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊。
[0008]本發(fā)明的有益效果:負荷傳感器、編碼器、光電開關(guān)及壓力傳感器將采集的抽油機運作數(shù)據(jù)傳遞給控制器，控制器通過分析和處理將所得數(shù)據(jù)以及需要調(diào)整的運行方式顯示出來，并通過伺服驅(qū)動器控制電機運行方式、過程及內(nèi)容，從而改善抽油機的工作，保持抽油機始終在良好狀態(tài)下運行，電控配產(chǎn)器設(shè)置在井下，并且設(shè)有壓力、溫度傳感器，對井下地層進行分層的壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，控制器對井下數(shù)據(jù)分析處理后，可以對井下配產(chǎn)器的控制閥進行調(diào)節(jié)，使得單井的開采效率最優(yōu)化，該發(fā)明提高了抽油機的工作效率，減少了操作工人的工作強度，同時為油藏工程分析提供了準確的地層數(shù)據(jù)，促進了油田科技的發(fā)展，為油田今后的前進提出了新的方向。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中電控配產(chǎn)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1-光桿,2-負荷傳感器，3-電機,4-編碼器，5-減速箱，6-光電開關(guān)，7_控制器，8-電控配產(chǎn)器，9-過電纜封隔器，10-油管柱，11-上密封頭，12-上接頭正反接箍，13-本體，14-下接頭正反接箍，15-下密封頭，16-橋式通道，17-第一密封裝置，18-第二密封裝置，19-第一耐壓外罩,20-第二耐壓外罩,21-密封堵頭,22-第三密封裝置,23-電路組件，24-電機組合，25-壓力、溫度傳感器，26-第四密封裝置，27-聯(lián)軸器組件，28-傳動軸，29-活塞，30-電機罩，31-動密封組件。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合圖1及圖2對本發(fā)明作進一步說明，油田地面地下一體化采油智能控制裝置,包括抽油機本體,所述抽油機本體的光桿I上設(shè)有負荷傳感器2，從而測其抽油機的上、下載荷、繪制功圖，抽油機本體的電機3輸出軸上設(shè)有編碼器4，用于檢測電機轉(zhuǎn)速及抽油桿位置，抽油機本體的減速箱5下端固定有光電開關(guān)6，用于計算驢頭運行一周或半周的時間及沖程，所述負荷傳感器2、編碼器4、光電開關(guān)5的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器7連接，控制器7的控制輸出端通過伺服驅(qū)動器與電機3連接，各電感器將采集的數(shù)據(jù)傳遞給控制器7，從而使控制器更好的控制電機工作，控制器7的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器8連接，電控配產(chǎn)器8設(shè)在井下過電纜封隔器9下端的油管柱10上，從而檢測井下數(shù)據(jù)；
所述電控配產(chǎn)器8包括上密封頭11、上接頭正反接箍12、本體13、下接頭正反接箍14及下密封頭15，所述的上接頭正反接箍12上下端分別與上密封頭11及本體13上端相連接，在本次實施過程中，選擇的連接方式為螺紋連接，本體13及上接頭正反接箍12上開有彼此連通的橋式通道16，使下層油管中的液體在抽油機的作用下從橋式通道16中向上層流動，下接頭正反接箍14上下端分別與本體13下端及下密封頭15相連接，整體的對本體13起到保護的作用，上密封頭11上端及下密封頭15下端分別設(shè)有第一密封裝置17及第二密封裝置18，用于電力及數(shù)據(jù)的傳輸，電力及數(shù)據(jù)線路通過第二密封裝置進入到下一級的過電纜封隔器9中,本體13上端連接有第一耐壓外罩19,第一耐壓外罩19上端連接有第二抗壓外罩20，第二耐壓外罩20上端固定有密封堵頭21，對本體13上部的器件進行保護，第二耐壓外罩20與密封堵頭21之間設(shè)有密封圈，用于密封，密封堵頭21上部連接第三密封裝置22，第三密封裝置22上端通過電纜通道與第一密封裝置17連接，第三密封裝置22下端通過電纜通道與電路組件23連接，電路組件23通過電纜通道分別與電機組合24、壓力、溫度傳感器25及第四密封裝置26連接，電路組件23控制電機組合24有規(guī)律的轉(zhuǎn)動以及保證相應器件數(shù)據(jù)、電力的傳輸，壓力、溫度傳感器25通過壓緊螺塞固定在本體13外壁的凹槽中，用于檢測壓力、溫度數(shù)據(jù)，第四密封裝置26通過電纜通道與第二密封裝置18連接；所述電機組合24輸出端連接有聯(lián)軸器組件27及傳動軸28，電機組合24在聯(lián)軸器組件27的作用下帶動傳動軸28轉(zhuǎn)動，傳動軸28下端設(shè)有活塞29，從而來實現(xiàn)地層液量開關(guān)的打開、關(guān)閉和固定開度。根據(jù)實驗，其電控配產(chǎn)器處的油溫與井下地層實際油溫基本無差別，因而可以根據(jù)此處油溫數(shù)據(jù)通過分析和處理實現(xiàn)對電機的有效控制；本實施方式是提供一種實施例，但并不表明本發(fā)明中的電控配產(chǎn)器8上僅限于設(shè)有壓力傳感器及溫度傳感器，可以根據(jù)井下的需要增減感應器件。
[0012]所述光電開關(guān)6為同軸反射式紅外光電開關(guān)，檢測抽油桿上限位置及沖程轉(zhuǎn)換點；本次實施過程中采用同軸反射式，因為其反射的方式可為漫反射。
[0013]所述電機組合24外側(cè)設(shè)有電機罩30，對電機組合24起到密封保護作用。
[0014]所述聯(lián)軸器組件27下部的傳動軸28外部設(shè)有動密封組件31，以便于對電路板組件和電機組件密封。
[0015]所述控制器7包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊，能夠接收地面、地下的各項數(shù)據(jù)，對其智能分析處理并傳達控制指令。
[0016]本發(fā)明的效果:對抽油機井下電控智能開采管柱的監(jiān)控，通過電纜傳輸信號和電能，可以隨時監(jiān)測井下各層段壓力、溫度等數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)井下微型電機帶動閘閥開關(guān)控制油層打開關(guān)閉動作，把部分含水高的油層堵死，并能自由調(diào)節(jié)，無需作業(yè)就可以把堵死的油層打開，進行單層段的定量配產(chǎn)；對抽油機井的監(jiān)控:通過對井下示功圖的實時監(jiān)測，獲得抽油機井的載荷、回壓、電流等數(shù)據(jù)，以及抽油機電機的閉環(huán)控制，合理調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，自動找到最佳沖次；取得抽油機的相關(guān)參數(shù)和井下各層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，伺服控制器把井下管柱和地面抽油機控制相結(jié)合，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，按照相應預設(shè)好的指令，無需人為干預的智能調(diào)測抽油機的相關(guān)參數(shù)和井下管柱各層的產(chǎn)量控制，達到抽油機井最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.油田地面地下一體化采油智能控制裝置，包括抽油機本體，其特征在于:所述抽油機本體的光桿(I)上設(shè)有負荷傳感器(2 ),抽油機本體的電機(3 )輸出軸上設(shè)有編碼器(4 ),抽油機本體的減速箱(5)下端固定有光電開關(guān)(6)，所述負荷傳感器(2)、編碼器(4)、光電開關(guān)(5)的數(shù)據(jù)輸出端分別與控制器(7)連接，控制器(7)的控制輸出端通過伺服驅(qū)動器與電機(3)連接，控制器(7)的壓力數(shù)據(jù)輸入端與電控配產(chǎn)器(8)連接，電控配產(chǎn)器(8)設(shè)在井下過電纜封隔器(9)下端的油管柱(10)上； 所述電控配產(chǎn)器(8)包括上密封頭(11)、上接頭正反接箍(12)、本體(13)、下接頭正反接箍(14)及下密封頭(15)，所述的上接頭正反接箍(12)上下端分別與上密封頭(11)及本體(13)上端相連接，本體(13)及上接頭正反接箍(12)上開有彼此連通的橋式通道(16)，下接頭正反接箍(14)上下端分別與本體(13)下端及下密封頭(15)相連接，上密封頭(11)上端及下密封頭(15)下端分別設(shè)有第一密封裝置(17)及第二密封裝置(18)，本體(13)上端連接有第一耐壓外罩(19),第一耐壓外罩(19)上端連接有第二抗壓外罩(20),第二耐壓外罩(20)上端固定有密封堵頭(21)，第二耐壓外罩(20)與密封堵頭(21)之間設(shè)有密封圈，密封堵頭(21)上部連接第三密封裝置(22)，第三密封裝置(22)上端通過電纜通道與第一密封裝置(17)連接，第三密封裝置(22)下端通過電纜通道與電路組件(23)連接，電路組件(23)通過電纜通道分別與電機組合(24)、壓力、溫度傳感器(25)及第四密封裝置(26)連接，壓力、溫度傳感器(25)通過壓緊螺塞固定在本體(13)外壁的凹槽中，第四密封裝置(26)通過電纜通道與第二密封裝置(18)連接；所述電機組合(24)輸出端連接有聯(lián)軸器組件(27 )及傳動軸(28 )，傳動軸(28 )下端設(shè)有活塞(29 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置，其特征在于:所述光電開關(guān)(6)為同軸反射式紅外光電開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置，其特征在于:所述電機組合(24)外側(cè)設(shè)有電機罩(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置，其特征在于:所述聯(lián)軸器組件(27)下部的傳動軸(28)外部設(shè)有動密封組件(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田地面地下一體化采油智能控制裝置，其特征在于:所述控制器(7 )包括PLC、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示器及輸入模塊。
【文檔編號】E21B43/12GK103437744SQ201310393360
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】黃有泉, 孫曉明, 郝偉東, 王立勛, 梁洪松 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司