一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控方法及系统与流程

1.本发明涉及游梁式抽油设备技术领域，尤其涉及一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控方法及系统。


背景技术：

2.随着自动化、数字化以及智能化的快速发展，各大油田也在与时俱进地向智慧化油田迈进。与此同时，随着油田原油的加速开采，部分油井已经进入开采中后期，其中，游梁式抽油机在各大油田采油设备中占有很大比例，由于油田每口井的工作参数各异，会出现配重不匹配现象。各型抽油机在进行实际的工作配备时，会留有一定功率阈值，另外，在实际生产中，抽油机的泵充满度会受到动液面变化影响，抽油机悬点载荷也随泵充满度而变化，抽油机的平衡度也会受其影响，而游梁式抽油机的平衡度是影响其能耗的关键因素之一。因此，能够通过对游梁式抽油机的平衡调节以及对抽油机平衡度和当前冲次的实时有效监控满足节能降耗需求。
3.公开号为cn113445969a的专利文献公开了一种利用曲柄的非整周运动实现间抽的抽油机，涉及油田采油设备技术领域，包括底座、支架、游梁、驴头、连杆、曲柄、减速机和电机，还包括机械式间抽传动机构。该发明设置了机械式间抽传动机构，通过采用机械式间抽传动机构为曲柄提供非整周运动的驱动力，从而将抽油机的冲程调整到小于杆管柱弹性静变形范围之内，消除了抽油机停机带来的安全隐患和冻堵隐患。与现有技术中通过电气方式实现曲柄非整周运动的技术方案相比，采用机械式间抽传动机构可有效消除因电机频繁换向所造成的电气系统冲击，从而延长了包括电机和变频器在内的电气系统的使用寿命，进而提高了抽油机工作的可靠性。但是该专利无法对不同工作条件下的抽油机的平衡度进行调节，也无法依据监测到的油田存油的实时数据进行工作状态调整和抽油机的工作策略的改变。
4.目前，在世界范围内游梁式抽油机的运行方式始终都是电机驱动曲柄进行持续性单向旋转运动、进而通过四连杆机构以及驴头的传递、带动光杆完成全行程上下往复直线运动，也就是说，在现有运行方式下，只要进入运行状态，游梁式抽油机的光杆就只有全冲程运行这一个结果。若要实现抽油机井无抽汲效果，只有通过停机的途径或保持抽油机的实际运行冲程小于杆管柱弹性静变形范围的途径来实现；而在现有运行方式下，游梁式抽油机井在停抽期间不可能将抽油机的冲程调整到小于杆管柱弹性静变形范围之内，因此实现无抽汲效果的唯一途径只能是完全停机。然而抽油机井完全停机会造成以下两方面无法解决的致命问题：
5.第一、在停机状态下重新开机时必须有人值守，否则极易造成人员的伤亡；
6.第二、由于在停机等待过程中井口处的光杆处于完全静止状态，井口附近油管内液体处于完全静止状态，缺乏流动或搅动，因此很容易造成冬季井口冻堵的现象。
7.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝
非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

8.针对现有技术之不足，本发明的技术方案提供的是一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控系统，其至少包括能够接收控制信息进行抽油工作的抽油机构，所述抽油机构依据测控终端的控制指令调节其运行参数，并且设置于抽油机构上的参数采集模块能够采集所述抽油机构在工作过程中的三相电参数和传感器参数；所述测控终端依据参数采集模块上传的采集信息完成示功图数据的计算和处理，从而输出满足抽油机构实时工作状况的控制策略。其优势在于，通过测控终端对抽油机构的运行参数进行动态调整，使得抽油机构能够跟随油田内原油储量和原油渗透情况进行状态调节，使得抽油机构能够在不同时间点按照不同的运行参数进行抽汲工作，使得抽油机构参数始终能够与油田参数相适配，避免抽油泵出现液面撞击和空抽等不良现象，降低了抽油机构做功与实际汲取功效不对应的缺陷，大大提高了原油的抽汲效率，避免了抽油机构无效做功耗费的能源。此外，测控终端能够根据历史数据建立在时间轴上连续变换的示功图，通过示功图数据对下一个间抽周期中抽油机构的抽汲工艺进行调节，使得抽油机与油井参数保持动态匹配，实现抽油机始终处于最佳运行状态。
9.根据一种优选的实施方式，所述抽油机构至少包括抽油电机、变频器单元和调平衡电机，其中，所述变频器单元能够依据所述测控终端输出的最新控制策略而调节所述抽油电机的工作状态，从而完成抽油机构的冲次自动调节、智能间抽控制和平衡度自动调节。其优势在于，测控终端依据在时间轴上连续的多个示功图的历史数据对抽油机构的运行参数和油井参数在下一间抽周期内的匹配情况进行预测后生成控制策略，并且依据参数采集模块在这一间抽周期内实时获取的传感器监测数据对预测的控制策略进行验证，依据验证结果更新控制策略，根据更新后的控制策略调整抽油机构在同一间抽周期后续抽汲时间段内的运行参数。测控终端会根据历史数据预测下一间抽周期的示功图，并且根据预测的示功图输出能够预先调整抽油机构在这一间抽周期内不同时间点的运行参数的控制策略，从而建立起一个依据历史数据不断迭代更新的抽汲工艺，在抽汲过程中，测控终端还能够根据实际采集的油田参数和抽油机构的实际运行参数生成实时示功图，并且将实时示功图与预测的示功图进行对比验证，从而依据实时示功图与预测的示功图之间的差异而输出更新后的控制策略，从而依据控制策略调整抽油机构在此间抽周期剩余时间段的运行参数。
10.根据一种优选的实施方式，所述测控终端能够根据所述参数采集模块上传的采集信息创建能够对所述抽油机构的工作的平衡度进行控制的模糊规则，使得所述抽油机构能够依据所述测控终端的控制指令完成自平衡抽油工作。其优势在于，抽油机的平衡臂的转动较为复杂，导致难以建立准确的数学模型，对系统的鲁棒性要求较高，而模糊控制能够满足上述抽油机的使用需求，作为智能控制的一个分支的模糊控制不需要建立精确的数学模型，简化了控制系统复杂程度，并且拥有较强的鲁棒性。因此，采用模糊控制算法能够较好地解决非线性控制系统的复杂性。
11.根据一种优选的实施方式，所述测控终端还依据所述参数采集模块上传的采集信息生成实时更新的示功图，从而根据示功图的面积调节下一阶段抽油机构的工作状态。其
优势在于，通过设定阈值的方式对表征一个间抽周期内抽油机构的抽汲工作和油田原油储量变化的示功图进行更新，从而依据变化的示功图定义不断变化的停抽面积等参数，使得抽油机构的运行参数能够与油田参数保持较高的匹配度，方便更快速、高效地完成原油的抽汲工作。
12.根据一种优选的实施方式，所述测控终端在计算示功图面积的过程中，还依据连续两侧计算得到的示功图的面积差是否在设定范围内的方式更新停抽面积。
13.根据一种优选的实施方式，所述抽油机构在其曲柄整周运行时，抽油电机正常工作，抽油电机运行在额定转速下；当抽油时间到达时，则进入曲柄摆动运行阶段，抽油电机停止工作，抽油杆以预设冲程上下运动，曲柄在指定范围内无冲击柔性往复摆动，摆动期间电机耗能为正常运转的10％，当摆动时间到达时，再循环进入整周运行阶段。
14.根据一种优选的实施方式，在曲柄整周运行阶段，变频器单元控制抽油电机以额定转速工作；在曲柄摆动运行阶段，以耗能最小为控制目标，同时要满足曲柄存在摆动迹象；对于摆动角度，首先根据光杆示功图计算油井的冲程损失，光杆运动长度小于冲程损失，满足抽油杆上下运动而抽油泵停止工作；曲柄旋转一周为360度，光杆完成一个周期的往复运行，根据光杆运动长度计算曲柄摆动角度；对于摆动最佳位置，由于每口井平衡状态不同，摆动过程中的最小功率值点不一定在光杆上死点位置，因此根据实时采集的电功率曲线对比摆动过程中功率最小值点，确定最佳驱动位置。
15.根据一种优选的实施方式，所述测控终端依据模糊控制算法分析计算后得到相对应的平衡控制数据后，其控制调平衡电机按照调整摆臂式平衡臂的位置的方式调节控制所述抽油机构平衡度。
16.本技术还提供一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控方法，至少包括以下步骤：参数采集模块采集抽油机构的三相电参数和各类传感器信号，并且通过无线通信模块将采集的数据上传至测控终端；测控终端通过对接收到的数据进行分析，并且将得到的数据及控制信号下发到相应模块实现抽油机构的冲次调节、自平衡调节以及控制面板的显示。其优势在于，通过测控终端对抽油机构的运行参数进行动态调整，使得抽油机构能够跟随油田内原油储量和原油渗透情况进行状态调节，使得抽油机构能够在不同时间点按照不同的运行参数进行抽汲工作，使得抽油机构参数始终能够与油田参数相适配，避免抽油泵出现液面撞击和空抽等不良现象，降低了抽油机构做功与实际汲取功效不对应的缺陷，大大提高了原油的抽汲效率，避免了抽油机构无效做功耗费的能源。此外，测控终端能够根据历史数据建立在时间轴上连续变换的示功图，通过示功图数据对下一个间抽周期中抽油机构的抽汲工艺进行调节，使得抽油机与油井参数保持动态匹配，实现抽油机始终处于最佳运行状态。测控终端依据在时间轴上连续的多个示功图的历史数据对抽油机构的运行参数和油井参数在下一间抽周期内的匹配情况进行预测后生成控制策略，并且依据参数采集模块在这一间抽周期内实时获取的传感器监测数据对预测的控制策略进行验证，依据验证结果更新控制策略，根据更新后的控制策略调整抽油机构在同一间抽周期后续抽汲时间段内的运行参数。测控终端会根据历史数据预测下一间抽周期的示功图，并且根据预测的示功图输出能够预先调整抽油机构在这一间抽周期内不同时间点的运行参数的控制策略，从而建立起一个依据历史数据不断迭代更新的抽汲工艺，在抽汲过程中，测控终端还能够根据实际采集的油田参数和抽油机构的实际运行参数生成实时示功图，并且将实时示功图与预测的
示功图进行对比验证，从而依据实时示功图与预测的示功图之间的差异而输出更新后的控制策略，从而依据控制策略调整抽油机构在此间抽周期剩余时间段的运行参数。
17.根据一种优选的实施方式，测控终端是通过无线通信模块进行数据传输以及控制信号的下发。其优势在于，通过利用同一通信模块完成数据和信号的传输，能够一定程度上提高系统的实时处理效率。
附图说明
18.图1是本发明的一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控系统的工作流程示意图。
19.附图标记列表
20.1：抽油机构；2：测控终端；3：参数采集模块；4：无线通信模块；5：控制面板；11：抽油电机；12：变频器单元；13：寄存器单元；14：调平衡电机。
具体实施方式
21.下面结合附图进行详细说明。
22.实施例1
23.本技术提供了一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控系统，其包括抽油机构1、测控终端2及参数采集模块3。
24.根据图1示出的一种具体的实施方式，在进行初始采集工作前，测控终端2根据预先获取的地下油田参数计算抽油机构1的工作策略。开始采集工作后，抽油机构1的变频器单元12从测控终端2接收抽油机构1的抽油电机11的最佳运行频率值并将其更新至抽油机构1的寄存器单元13中的相应区块，然后以此频率值驱动抽油电机11运行。抽油电机11带动抽油机构1的四连杆结构做周期机械运动，四连杆机构带动抽油泵完成抽汲周期，将原油抽汲到地面。在抽油机构1运行的过程中，参数采集模块3将感知到的各类物理信号转换为电信号并将其传回测控终端2。测控终端2通过对悬点位移信号和载荷信号的分析完成示功图数据的采集与处理，通过节能控制算法计算出抽油机构1的最佳冲次或间抽控制策略，然后通过变频器单元12驱动抽油电机11按照最新的运行频率进行工作。测控终端2还能够通过对抽油电机11的电参数的分析完成抽油机构1平衡度的计算，然后通过控制调平衡电机14完成对抽油机构1的平衡度的调节。
25.优选地，测控终端2能够控制参数采集模块3完成抽油机构1的三相电参数、抽油电机11和调平衡电机14的电流数据、示功图数据以及其他传感器参数的采集。优选地，传感器参数可以包括角位移传感器、载荷传感器、压力传感器等传感器监测到的实时数据信息以及油田的井口温度和流量等数据，从而依据上述数据信息计算得到抽油机的冲次、间抽时长、平衡度、功率因数、吨油耗电量和单井有功节电率等重要生产数据。此外，利用传感器对油田进行实时监测，还可以获取到能够用于计算示功图和沉没度等能够表征油田渗透情况的数据信息。具体地，抽油机构1还可以包括能够与变频器单元12协同工作控制抽油机的智能控制器，智能控制器能够在变频器12未接收到测控终端2的控制指令时，人为调控抽油机的工作。优选地，测控终端2计算出的控制策略是指根据实时采集到的示功图数据等监测数据和抽油机的运行参数(例如：冲次、间抽时长、平衡度、功率因数、吨油耗电量和单井有功节电率)对抽油机参数、油田参数是否存在失配或对已设定的抽油机参数、油田参数是否会
在下一个间抽周期出现失配的情况进行判断，从而根据实时监测到的抽油机参数、油田参数输出抽油机在下一抽油周期的运行参数。优选地，测控终端2输出的控制策略即是指在一个间抽周期内表征抽油机的运行参数发生持续变换的抽油工艺，抽油机的运行参数包括对抽油机在一个抽汲周期中的冲次、间抽时长和平衡度进行调整和设定。优选地，现有油田普遍处于低渗透状态，因此，需要在抽油机持续抽汲一定时间后停止抽汲操作，使得油田内的原油能够缓慢从地层中渗出以恢复油田油量。此外，抽油机在抽汲过程中还需要根据需求调节光杆的冲程，使得抽油机能够在一个周期时间段内，随油田储油量的下降而调整曲柄每一次整周运动时光杆的冲程，避免出现空抽等低效运行的情况。具体地，光杆的冲程跟随油田内储油量的减少而逐渐缩短。测控终端2能够对采集到的示功图数据进行智能分析并控制抽油机运行参数，使抽油机与油井参数保持动态匹配，实现抽油机始终处于最佳运行状态，并且能够配合上位机监控组态软件和油气工艺研究院的示功图智能工况诊断和示功图量油系统实现油量计量、故障诊断和智能控制等。
26.测控终端2还能够通过其主控芯片的片内dsp引擎完成对实时采集到的工况数据的处理并通过片内mcu单元对变频器单元12等外部设备进行参数控制，最终实现抽油机构1的冲次自动调节、智能间抽控制和平衡度自动调节。优选地，测控终端2根据载荷传感器和角位移传感器等连续多次采集到的数据信息计算得到多个连续间抽周期的示功图，根据从示功图中获取多组逐渐变化的满抽面积、停抽面积、停抽时长和抽油时长等参数对下一间抽周期的上述参数进行预测，从而根据预测的满抽面积、停抽面积、停抽时长和抽油时长对抽油机的运行参数进行调整并且生成最新的控制策略，进而抽油机构1依据测控终端2发出的包含其运行参数的控制策略对抽油电机11的工作状态进行调节，使得抽油机构1能够始终保持其抽油参数与油田的油液参数相匹配，避免出现空抽等现象。优选地，抽油机构1的冲次自动调节、智能间抽控制和平衡度自动调节即是依据控制策略中的抽油机构1的运行参数数据在不同时间段实时变化地调节光杆的冲程、曲柄的摆动角度以及调平衡电机的运行。测控终端2依据在时间轴上连续的多个示功图的历史数据对抽油机构的运行参数和油井参数在下一间抽周期内的匹配情况进行预测后生成控制策略，并且依据参数采集模块3在这一间抽周期内实时获取的传感器监测数据对预测的控制策略进行验证，依据验证结果更新控制策略，根据更新后的控制策略调整抽油机构在同一间抽周期的后续抽汲时间段内的运行参数。测控终端会根据历史数据预测下一间抽周期的示功图，并且根据预测的示功图输出能够预先调整抽油机构在这一间抽周期内不同时间点的运行参数的控制策略，从而建立起一个依据历史数据不断迭代更新的抽汲工艺，在抽汲过程中，测控终端还能够根据实际采集的油田参数和抽油机构的实际运行参数生成实时示功图，并且将实时示功图与预测的示功图进行对比验证，从而依据实时示功图与预测的示功图之间的差异而输出更新后的控制策略，从而依据控制策略调整抽油机构在此间抽周期剩余时间段的运行参数。
27.优选地，抽油机构1的平衡度是抽油机稳定运行的关键参数，良好的控制策略能够稳定控制自平衡抽油机构的平衡度。由于地质特征和地层供液能力不一，抽油机构1在驱动电机的高速带动下，经过减速箱的能量转换，使其能量传递至驴头，使油杆做上下的往复运动。在游梁式自平衡抽油机正常运行的过程中，在平衡电机工作时，抽油机的各个参数的变化均为非线性变化，抽油机的平衡臂的转动也较为复杂，建立准确的数学模型较为困难，对系统的鲁棒性要求较高。而模糊控制能够满足上述抽油机的使用需求，作为智能控制的一
个分支的模糊控制主要有以下特点：(1)不需要建立精确的数学模型；(2)能够简化控制系统复杂性；(3)拥有较强的鲁棒性。因此，采用模糊控制算法能够较好地解决非线性控制系统的复杂性。
28.优选地，抽油机构1的平衡度受到多种因素的影响，而采用模糊控制可以很好地实现对游梁式抽油机平衡度的控制。模糊控制一共需要三个重要的步骤，分别是模糊化、模糊规则设计及推理和去模糊化，在进行模糊规则具体设计时，通常采用两个输入量，即偏差和偏差变化率，根据两个输入量对游梁式抽油机的平衡度进行调节，并且能够使智能控制系统具有较好且稳定的动态性能。根据数字化游梁式自平衡抽油机智能控制系统中对平衡度进行控制的特点，系统的输入量为平衡度偏差e和平衡度偏差变化率ec。将二者经过分析计算得到对应的自平衡抽油机的控制输出量u，构成平衡度的总控制查询表。
29.优选地，模糊控制的两个输入量分别是平衡度偏差e和平衡度偏差变化率ec，模糊控制输出量u1，经过比例因子g之后输出。偏差e、偏差变化率ec以及控制信号m均选择等腰三角隶属函数，平衡度的偏差等级为x，x＝{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}。
30.平衡度偏差e的基本论域为{-50，50}，量化因子ge＝0.12，语言变量为：nb(负大)、nnl(负中)、ns(负小)、no(零)、ps(正小)、pm(正中)、pb(正大)。
31.平衡度偏差变化率ec的基本论域为{-10，10}，量化因子gee＝0.6，语言变量为：nb(负大)、nm(负中)、ns(负小)、no(零)、ps(正小)、pm(正中)、pb(正大)。
32.平衡度的模糊控制输出量u1的基本论域为{-6，6}，放大因子g＝1，语言变量分别为：nb(负大)、nm(负中)、ns(负小)、no(零)、ps(正小)、pm(正中)、pb(正大)。
33.具体地，测控终端2通过模糊控制算法分析计算后得到相对应的平衡控制信号m，并将其下发至井场抽油机构1。测控终端2将平衡控制信号m转换为电机的控制信号，通过控制继电器的吸合，控制自平衡抽油机构1的平衡调节回路，进而控制调平衡电机14调整摆臂式平衡臂的位置，进行数字化游梁式自平衡抽油机的平衡度调节，使数字化游梁式自平衡抽油机达到理想的平衡状态。
34.优选地，系统初始化时，接收上位监控平台的平衡度等数据以及自平衡抽油机的平衡度的控制信号，并对平衡度进行判断，若平衡度不在设定范围内，则调用函数，将控制信号值转换为脉冲控制信号输出，调用forward、reverse函数，控制固态继电器进行动作，进而控制平衡电机进行动作，平衡电机按需进行正反转以将平衡度控制在85％-115％之间。
35.在曲柄整周运行阶段，抽油泵正常工作，电动机以额定转速运行；当抽油时间到达时，则进入曲柄摆动运行阶段，抽油泵停止工作，抽油杆以预设冲程上下运动，曲柄在指定范围内无冲击柔性往复摆动，摆动期间电机耗能为正常运转的10％，当摆动时间到达时，再循环进入整周运行阶段。
36.在曲柄整周运行阶段，控制系统控制电动机以额定转速工作。
37.在曲柄摆动运行阶段，以耗能最小为控制目标，同时要满足曲柄存在摆动迹象，即在曲柄摆动过程中，曲柄的摆动幅度是一个逐渐变化的过程，曲柄的摆动幅度可以是趋近于0
°
或360
°
。
38.对于摆动角度，首先根据光杆示功图计算油井的冲程损失，光杆运动长度小于冲程损失，满足抽油杆上下运动而抽油泵停止工作；曲柄旋转一周为360度，光杆完成一个周
期的往复运行，根据光杆运动长度计算曲柄摆动角度。
39.对于摆动最佳位置，由于每口井平衡状态不同，摆动过程中的最小功率值点不一定在光杆上死点位置，因此根据实时采集的电功率曲线对比摆动过程中功率最小值点，确定最佳驱动位置。
40.电动机实际转速n的计算原理为：
41.n＝(1-s)60f/p。
42.其中，s为三相异步电机的转差率，p为电机的磁极对数，f为电动机定子电源频率，当p一定时，在转差率的浮动不大的情况下，对f进行调节，n与f的变化呈正相关，其中，变频器的作用主要是利用通断半导体器件作用于频率固定的交流电，将频率固定的交流电变成频率可调的交流电。
43.时间从0到t1的期间为抽油机构1的曲柄整周运行阶段，电机加速运行到转速为额定转速后开始减速到0，时间从t1到t2的期间为抽油机构1的曲柄摆动运行阶段，电机开始加速直至达到某一设定值后减速，电机反向加速直至达到某一设定值后减速，如此反复，到达t2时刻时开始下一个运转周期。
44.游梁式抽油机的曲柄做非整周有规则或无规则往复运动。有规则运动是指曲柄按照固定的摆幅与摆动周期做正反双向往复运动。无规则运动是指曲柄的摆幅在允许的范围内变化或曲柄的摆动周期变化。
45.抽油机构1的上述运动方式具有以下优势：
46.第一、由于死点为或接近曲柄的最小负荷点，因此曲柄绕死点做非整周有规则或无规则运动，能够降低驱动曲柄运动的电机负荷；
47.第二、在这种情况下，在悬点运行范围内，曲柄的摆幅较大，能够提供醒目的抽油机正在运行的提示；
48.第三、由于曲柄绕死点做非整周双向往复运动可以实现曲柄在单位转角下最短的悬点运行长度，因此更有利于实现对悬点位置的精确控制。
49.在本技术中，将抽油机系统在既不驱动又不制动的完全自由滑动条件下，能稳定停机的最终位置视为稳定平衡位置。当抽油机偏离该位置时，只要有外力扰动，都将促使抽油机返回到稳定平衡位置。抽油机在稳定平衡位置时，地面机械部分的重力势能、井下液柱的重力势能以及井下杆管柱的弹性势能之和最小。上述对曲柄的稳定平衡位置的限定，可以实现曲柄往复运动所需的驱动功耗最小、需要提供反向制动力矩以保证曲柄和悬点运动不超出限定范围的几率最小，降低了电机的能耗和机械传动部件的疲劳与冲击程度。
50.进一步限定曲柄有规则或无规则运动：曲柄有规则或无规则运动包括具有间歇性特征的暂停。这种对曲柄的工作状态的限定可以进一步降低驱动能耗、电机的能耗以及机械损耗。
51.弹性静变形长度值随井下沉没压力的改变而变化，在现有生产设备条件下，由于无法实时采集井下沉没压力，因此在生产实践过程中，井下杆管柱的弹性静变形长度需要根据沉没压力的经验值获得，即井下杆管柱的弹性静变形长度为沉没压力经验值对应的井下杆管柱的弹性静变形长度值。
52.针对曲柄有规则运动：最典型的运动方式是按照相对固定的摆幅与摆动频率做正反双向往复运动。针对曲柄无规则运动：其既包括摆幅在允许的范围内变化和摆动频率变
化的情况，还包括摆动过程中掺杂短暂停机的情况，这是因为停机状态属于速度为0的特殊运动。
53.实施例2
54.本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。
55.抽油机冲次的降低是有一定限度的，对于“空抽”严重的油井，要考虑采用间抽控制，即“有油就抽，无油就停机”。对于这样的间抽井来说，在停抽足够的时间后再起抽时，动液面较高，泵效较高，反映到示功图上，表现为示功图面积饱满，接近理论示功图，因此示功图面积较大。随着泵抽时间的延续，井下供液速度赶不上抽油机的抽汲速度，动液面逐渐下降，泵效逐渐降低，示功图变得干瘪，面积减小。当示功图面积减小到一定程度，并且变化不大时，油井供液已经严重不足，开始产生“空抽”现象，此时应及时停机，待井液回渗至较高的动液面时再适时开机，实现上述过程的关键是何时停抽，停抽时间是多少，即停抽点和停抽时间的确定。
56.由于地质条件等因素的影响，井下工况的不确定性较大，如果固定满抽面积、停抽面积、停抽时长和抽油时长这四个参数，则随着抽油时间的延续(比如半年)，这些参数可能己不再适合油井工况，因此这四个参数必须根据油井工况实现动态变化，此处：满抽面积(sm)，是指在停抽较长一段时间而使得井下续液量充足后，系统开机后的第一个10分钟内的示功图面积的平均值。停抽面积(st)，是指当较长一段时间内示功图面积低于在前一周期中已定义的停抽面积(st)时，开始停抽。停抽时长(ts)是指停抽的时间长度。抽油时长(cs)是指停抽结束后，从重新开机抽油到再次停抽的时间长度。
57.控制系统首次投入生产运行时，根据油田实际生产资料，由人工设定满抽面积sm、停抽面积st、停抽时长ts和抽油时长cs四个参数，例如设定满抽面积为50kn*m，停抽面积为18kn*m，停抽时长为2小时，抽油时长为1小时。起抽后，将第一个10分钟内的示功图面积平均值s
av
与满抽面积比较，若第一个10分钟内的示功图面积平均值s
av
大于满抽面积的70％，则在下个间抽周期将抽油时长增大
△
t，将停抽时长减小
△
t；若第一个10分钟内的示功图面积平均值s
av
小于满抽面积的70％，则在下个间抽周期将抽油时长减小
△
t，将停抽时长增大
△
t；若第一个10分钟内的示功图面积平均值s
av
等于满抽面积的70％，则维持原参数不变。此后，每10分钟进行一次示功图平均面积的计算，作为实测示功图面积s，当s≤st*(1+10％)时，则停抽，待间抽周期结束后，重新开机起抽。
58.在每10分钟计算一次示功图面积的过程中，如果出现实际停止工作的停抽面积st之差连续2个小时以上的变化均在10％以内时，即认为找到了新的停抽面积，以此更新数据st。如果每次开机初期的10分钟内的示功图面积的平均值连续两个小时以上均大于或等于满抽面积的110％时，即认为找到了新的满抽面积，以此更新数据sm。至此，数据sm、st、ts和cs得到了动态更新。
59.实施例3
60.在采油过程中主要控制有三个方面，分别为游梁式抽油机的远程监控、自平衡调节及冲次的自动调整。
61.数字化游梁式自平衡抽油机智能控制系统主要由数字化自平衡抽油机、数字化智能抽油机控制柜及上位后台监控设备等构成。
62.首先，经过载荷、角位移传感器和三相电参采集模块采集游梁式抽油机的载荷信
号、位移信号和三相电参数据，将采集到的数据存储到智能控制器的外部存储器中，将其上传至监控平台并利用算法分析、计算得到游梁式自平衡抽油机的平衡度、当前冲次等数据，将数据存储到数据库，然后将数据及控制信号下发至数字化智能控制器对游梁式自平衡抽油机进行平衡度调节控制等。
63.1、抽油机远程监控，能够远程对抽油机启停等进行操作，后台数据实时显示等。
64.2、冲次控制，根据采集到的载荷数据来计算游梁式抽油机泵效，进而来判断抽油机运行状态，对其冲次实时调节。
65.3、自平衡控制，需要采用智能控制算法结合智能控制系统，使抽油机始终在最理想平衡度范围内运行。
66.实施例4
67.本技术还提供一种游梁式抽油机不停机间抽采油调控方法，在抽油机开始运行的情况下，采油调控方法可以包括以下步骤：
68.参数采集模块3采集抽油机构1的三相电参数和各类传感器信号，并且通过无线通信模块4将采集的数据上传至测控终端2；
69.测控终端2通过对接收到的数据进行分析，并且将得到的数据及控制信号下发到相应模块实现抽油机构1的冲次调节、自平衡调节以及控制面板5的显示。
70.优选地，测控终端2是通过无线通信模块4进行数据传输以及控制信号的下发。
71.上述的游梁式抽油机不停机间抽采油调控方法可以具备以下功能和优势：
72.(1)具备油井参数、电参数的实时采集和传输功能；
73.(2)具备接收上位机指令，实现抽油机远程启停，语音提示和报警功能；
74.(3)具备抽油机平衡度的自动判定及调整功能。自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值电流，达到保护减速器和节能的目的；
75.(4)具备抽油机最佳工作冲次的自动判定及调整功能。实时显示抽油机的冲次。既可以手动无级调节冲次，也可以根据油井产液量大小，自动确定最佳冲次，在保证产液量的情况下，将冲次调整到最小，达到最佳节能效果；
76.(5)具备抽油机的智能间抽功能。对于间抽井，既能人工设定间抽制度，也能根据油井产液量变化趋势，自动制定最佳间抽制度，实现“有油就抽，无油就停”功能在保证产液量的前提下，实现间抽井的有效节能；
77.(6)具备工频/变频自动切换功能。当变频器出现故障时，能自动切换到工频模式运行；
78.(7)具备软启动和过载保护功能。能有效降低启动惯性载荷，并结合最佳平衡度判定和调节技术，使抽油机的装机功率普降一档，大幅降低井场电网容量。
79.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。