一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法、系统、计算机设备及存储介质与流程

本发明属于油田采油，涉及多台举升设备的集群控制，具体涉及一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、长庆油田采用丛式大井组开发，抽油设备以游梁式抽油机为主，该系统在运行过程中，不平衡时存在倒发电现象，能量被制动电阻消耗，造成浪费。因此在油田“降本增效”形势下，构建一种适合大井组的动势能互馈的多井动态平衡采油方法是现实的技术与生产需求。

2、近年来，针对大斜度井、页岩油大平台水平井等新的开发模式，为从源头提升效率和降频，引进试验了超长冲程抽油机、液压抽油机等新型举升设备，取得了较好效果，推广规模逐步扩大。与游梁式抽油机相比，新型举升设备由于结构设计原因，“不平衡”问题更为突出。一是新型举升设备没有平衡配重，配套拖动设备功率较大，二是下冲程倒发电量更大，且未得到有效利用。因此，对达到平衡采油及进一步降低能耗的要求更加迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法、系统、计算机设备及存储介质，实现同井场抽油机“错峰”运行，动势能互馈，主动能量回馈，井间动态平衡，大大降低了系统能耗。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法，包括：

4、步骤(1)，获取各有杆抽油设备对应的电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量；

5、步骤(2)，在处于下冲程的有杆抽油设备对应电机的倒发电量供应给处于上冲程的有杆抽油设备对应电机使用的情况下，根据步骤(1)得到的用电量和倒发电量判断所有电机在当前运行周期内的总耗电量是否与上一正常运行周期内的总耗电量相同，若相同，则返回步骤(1)，若不相同，则使处于下冲程的有杆抽油设备对应电机的倒发电量与处于上冲程的有杆抽油设备对应电机的用电量之间相互匹配，以使所有电机在当前运行周期内的总耗电量与上一正常运行周期内的总耗电量相同，进行步骤(3)；

6、步骤(3)，根据步骤(2)得到的匹配结果，计算得到各有杆抽油设备的杆柱位置设定值；

7、步骤(4)，采集各有杆抽油设备的杆柱位置；

8、步骤(5)，将步骤(3)得到的各有杆抽油设备的杆柱位置设定值与步骤(4)所采集的对应有杆抽油设备的杆柱位置进行对比，根据比较结果，调整对应电机的转速。

9、优选的，步骤(1)中，获取各有杆抽油设备对应的电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量，具体是：获取各有杆抽油设备对应的电机的电流和电压参数，根据电流和电压参数计算得到电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量。

10、优选的，步骤(4)中，采集各有杆抽油设备的杆柱位置，具体是：通过设置在各有杆抽油设备上的位置传感器采集杆柱位置。

11、优选的，步骤(5)中，根据比较结果，调整电机的转速，具体是：若接收到的杆柱位置小于对应的杆柱位置设定值，则提高电机的转速，若接收到的杆柱位置大于对应的杆柱位置设定值，则降低电机的转速。

12、一种动势能互馈的多井动态平衡采油系统，包括：若干有杆抽油设备、能量互馈控制器和逆变器；对应每个有杆抽油设备均设置有位置传感器和电机；

13、位置传感器，用于采集有杆抽油设备的杆柱位置信息，并发送至能量互馈控制器；

14、电机，用于为对应的有杆抽油设备提供动力；

15、能量互馈控制器，用于获取各有杆抽油设备对应电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量，根据计算得到的用电量和倒发电量判断所有电机在当前运行周期内的总耗电量是否与上一正常运行周期内的总耗电量相同，若相同，则继续获取各电机的电流和电压信息，若不相同，则使处于下冲程的有杆抽油设备对应的电机倒发电量与处于上冲程的有杆抽油设备对应的电机用电量之间相互匹配，以使所有电机在当前运行周期内的总耗电量与上一正常运行周期内的总耗电量相同，根据匹配结果计算得到各有杆抽油设备的杆柱位置设定值；将各有杆抽油设备的杆柱位置设定值与接收到的各自对应的杆柱位置信息进行比较，根据比较结果，调整电机的转速；

16、逆变器，用于将处于下冲程的有杆抽油设备对应的电机产生的直流电转化为交流电，通过能量互馈控制器供应给处于上冲程的有杆抽油设备对应的电机。

17、优选的，对应每个有杆抽油设备均设置有变频器，变频器用于根据能量互馈控制器的控制调整对应电机的转速。

18、优选的，能量互馈控制器，获取各有杆抽油设备对应电机的电流和电压信息，根据电流和电压信息计算得到各有杆抽油设备对应电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量。

19、优选的，根据比较结果，通过变频器调整电机的转速，具体是：若两者相同，则继续接收杆柱位置信息，若接收到的杆柱位置小于对应的杆柱位置设定值，则调高对应变频器的频率，提高电机的转速，若接收到的杆柱位置大于对应的杆柱位置设定值，则调低对应变频器的频率，降低电机的转速。

20、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述动势能互馈的多井动态平衡采油方法的步骤。

21、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述动势能互馈的多井动态平衡采油方法的步骤。

22、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

23、本发明提供的动态平衡采油方法，分为能耗匹配、调整控制两个部分，通过能量回馈判断总耗电量是否与上一个正常运行周期相同，如果不相同，通过使处于下冲程的有杆抽油设备对应电机的倒发电量与处于上冲程的有杆抽油设备对应电机的用电量之间能耗匹配，以寻求总耗电量最优的方案，再结合杆柱位置检测，根据最优方案实时控制电机转动速度，从而控制杆柱位置以实现总耗电量最优，最终实现同井场抽油机“错峰”运行，动势能互馈，主动能量回馈，井间动态平衡，大大降低了系统能耗。

技术特征：

1.一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的动势能互馈的多井动态平衡采油方法，其特征在于，步骤(1)中，获取各有杆抽油设备对应的电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量，具体是：获取各有杆抽油设备对应的电机的电流和电压参数，根据电流和电压参数计算得到电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量。

3.根据权利要求1所述的动势能互馈的多井动态平衡采油方法，其特征在于，步骤(4)中，采集各有杆抽油设备的杆柱位置，具体是：通过设置在各有杆抽油设备上的位置传感器采集杆柱位置。

4.根据权利要求1所述的动势能互馈的多井动态平衡采油方法，其特征在于，步骤(5)中，根据比较结果，调整电机的转速，具体是：若接收到的杆柱位置小于对应的杆柱位置设定值，则提高电机的转速，若接收到的杆柱位置大于对应的杆柱位置设定值，则降低电机的转速。

5.一种动势能互馈的多井动态平衡采油系统，其特征在于，包括：若干有杆抽油设备、能量互馈控制器和逆变器；对应每个有杆抽油设备均设置有位置传感器和电机；

6.根据权利要求5所述的动势能互馈的多井动态平衡采油系统，其特征在于，对应每个有杆抽油设备均设置有变频器，变频器用于根据能量互馈控制器的控制调整对应电机的转速。

7.根据权利要求5所述的动势能互馈的多井动态平衡采油系统，其特征在于，能量互馈控制器，获取各有杆抽油设备对应电机的电流和电压信息，根据电流和电压信息计算得到各有杆抽油设备对应电机在当前运行周期内的用电量和倒发电量。

8.根据权利要求5所述的动势能互馈的多井动态平衡采油系统，其特征在于，根据比较结果，通过变频器调整电机的转速，具体是：若两者相同，则继续接收杆柱位置信息，若接收到的杆柱位置小于对应的杆柱位置设定值，则调高对应变频器的频率，提高电机的转速，若接收到的杆柱位置大于对应的杆柱位置设定值，则调低对应变频器的频率，降低电机的转速。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任意一项所述动势能互馈的多井动态平衡采油方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任意一项所述动势能互馈的多井动态平衡采油方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种动势能互馈的多井动态平衡采油方法、系统、计算机设备及存储介质，本发明提供的动态平衡采油方法，分为能耗匹配、调整控制两个部分，通过能量回馈判断总耗电量是否与上一个正常运行周期相同，如果不相同，通过使处于下冲程的有杆抽油设备对应电机的倒发电量与处于上冲程的有杆抽油设备对应电机的用电量之间能耗匹配，以寻求总耗电量最优的方案，再结合杆柱位置检测，根据最优方案实时控制电机转动速度，从而控制杆柱位置以实现总耗电量最优，最终实现同井场抽油机“错峰”运行，动势能互馈，主动能量回馈，井间动态平衡，大大降低了系统能耗。

技术研发人员：姚洋,刘广胜,甘庆明,郑刚,石海霞,张岩,呼苏娟,张丝雨
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20