一种抽油机井群控系统的制作方法

本实用新型涉及一种抽油机井群控系统，属于油田测试技术领域。

背景技术：

闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，在测量出实际值与计划值发生偏差时，按定额或标准进行纠正。实现抽油机井闭环控制不仅能够提升油井的管理水平，减轻工程技术人员的劳动强度，同时在增油、降耗等方面有巨大的潜力。抽油机井闭环调控的一个主要参数为冲次，冲次判定依据有三种：电功率法、示功图法、动液面法，其中示功图法基于井下泵功图的故障诊断理论，算法最成熟。

ZL201220222502.5公开了一种基于直流母线的抽油机井群控系统，该系统通过倒发电能量互馈的方式达到了节能的目的，可以防止直流母线电压的大幅度波动和过压，并且能够实现较远距离“一拖多”油井的不升压输电，同时该系统实现了抽油机井的闭环控制，闭环控制基于电功率法对冲次进行判定，即通过实时监测抽油机的电机参数确定抽油机的最佳运行频率，并利用逆变终端控制器实现对抽油机电机供电频率的调整，从而实现对抽油机冲次的调整。电功率法的应用前提为抽油机井必须处于平衡状态，否则结果的准确性不能得到保证。所谓抽油机处于平衡状态，就是上下冲程中电机做功相等，然而从抽油机井的实际工作状况来看，因为上下冲程中悬点载荷的不同，造成大多数抽油机井的工作状态为不平衡状态，因此，该实用新型利用电功率法调节抽油机冲次准确性较低。

ZL201420286938.X公开了一种非承载式抽油机井工况测试装置，由检测装置、无线发射装置和太阳能供电装置组成，实现了示功图的自动在线监测，且该监测装置不受抽油机井工作影响，可长期稳定运行。示功图作为判断油井工况的主要依据，该装置对于示功图信息的应用停留在在线监测，并没有实现对抽油机生产的实时控制，造成抽油机工作制度响应滞后、不能满足油井动态性、实时性的生产要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决基于直流母线的抽油机井群控系统采用电功率法对冲次进行调整存在准确性较低的缺陷，提供一种基于示功图法的抽油机井群控系统。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型抽油机井群控系统包括抽油机井组、若干非承载式抽油机井工况测试装置、监测控制装置和并联在直流母线上的若干逆变终端控制器，若干非承载式抽油机井工况测试装置安装在抽油机井组的各单井的抽油机游梁上，并与监测控制装置无线连接，监测控制装置与若干逆变终端控制器无线连接，若干逆变终端控制器与对应的抽油机井组的各单井抽油机的电机有线连接。

所述的若干非承载式抽油机井工况测试装置包括检测装置、无线发射装置和太阳能供电装置，检测装置、无线发射装置和太阳能供电装置安装在抽油机的游梁上端面。

所述的监测控制装置包括基础数据管理模块、示功图数据监管模块、抽油机电机运行参数监管模块和抽油机工作参数调控模块。

所述的若干逆变终端控制器包括电力变换主电路、检测与保护模块和单片机控制模块，电力变换主电路的输入端与直流母线连接，输出端与对应的抽油机的电机连接。

本实用新型的有益效果是：运用示功图法确定最佳冲次，实现了闭环系统对抽油机冲次的准确调控；其次运用了基于直流母线的抽油机井群控装置，通过倒发电能量互馈的方式达到了节能的目的，具有防止直流母线电压的大幅度波动和过压，并能实现较远距离“一拖多”油井不升压输电的优点；第三，采用的非承载式抽油机井工况测试装置运行过程中不受抽油机井工作影响，保证了抽油机井群控系统的长期稳定可靠运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的监测控制装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

由图1可知，本实用新型抽油机井群控系统包括抽油机井组1、若干非承载式抽油机井工况测试装置2、监测控制装置3和并联在直流母线上的若干逆变终端控制器4，若干非承载式抽油机井工况测试装置2安装在抽油机井组1的各单井的抽油机游梁上，并与监测控制装置3无线连接，监测控制装置3与若干逆变终端控制器4无线连接，若干逆变终端控制器4与对应的抽油机井组1的各单井抽油机的电机有线连接。

所述的若干非承载式抽油机井工况测试装置2包括检测装置、无线发射装置和太阳能供电装置，检测装置、无线发射装置和太阳能供电装置安装在抽油机的游梁上端面，可自动测试地面示功图并将示功图信息实时无线传输到监测控制装置3。

由图2可知，所述的监测控制装置3包括基础数据管理模块31、示功图数据监管模块32、抽油机电机运行参数监管模块33和抽油机工作参数调控模块34，用于接收和处理抽油机井组1中各单井井况参数和抽油机运行参数，并最终形成控制信息发送至若干逆变终端控制器4。

所述的基础数据管理模块31用于查看及更新油井基础数据、油井生产数据、油井物性参数、抽油井参数、抽油泵数据、抽油杆数据。

所述的示功图数据监管模块32用于接收若干非承载式抽油机井工况测试装置2发送的地面示功图信息，并将其转换为井下泵功图，进而确定抽油机井的泵充满度，根据泵充满度获得最佳冲次。

所述的抽油机电机运行参数监管模块33用于接收若干逆变终端控制器4通过无线传输方式传输的抽油机电机运行参数，对抽油机运行情况进行实时监视。

所述的抽油机工作参数调控模块34用于根据最佳冲次及抽油机电机运行参数完成电机节能运行的寻优控制算法，并将形成的控制信息通过无线方式传输至对应的若干逆变终端控制器4。

所述的若干逆变终端控制器4包括电力变换主电路、检测与保护模块和单片机控制模块，电力变换主电路的输入端与直流母线连接，输出端与对应的抽油机的电机连接。若干逆变终端控制器4用于检测抽油机电机运行参数，并将抽油机运行参数通过无线方式传输至监测控制装置3中的抽油机电机运行参数监管模块33，并根据监测控制装置3发送的控制信息将直流电能转换为交流电能，为抽油机电机提供交流电能，从而实现对抽油机及驱动电机的工作状态的自动控制和提高系统的节能效率。

工作时，若干非承载式抽油机井工况测试装置2将测得的地面示功图通过无线方式传输至监测控制装置3中的示功图数据监管模块32，若干逆变终端控制器4将测得的抽油机电机运行参数通过无线传输方式传输至抽油机电机运行参数监管模块33，示功图数据监管模块32调用基础数据管理模块31中的相关参数，将地面示功图转换为井下泵功图，进而确定抽油机井的泵充满度，并根据泵充满度获得最佳冲次；抽油机工作参数调控模块34根据最佳冲次及抽油机电机运行参数完成电机节能运行的寻优控制算法，形成控制信息，并将控制信息通过无线方式传输至若干逆变终端控制器4，若干逆变终端控制器4根据监测控制装置3发送的控制信息将直流电能转换为交流电能，为抽油机电机提供交流电能，从而实现对抽油机及驱动电机的工作状态的自动控制和提高系统的节能效率。