智能控制技术在间歇井中的应用探讨

李晶(长庆油田第七采油厂， 陕西 西安 710038)

智能控制技术在间歇井中的应用探讨

李晶(长庆油田第七采油厂， 陕西 西安 710038)

文章立足于油田开采的实际情况，探讨了新的智能化开采控制技术在间歇井开采中的应用，以实现单井间歇生产与用工总量控制之间的平衡，杜绝间歇井空抽情况的出现，提高开采效率。

智能控制技术;间歇井;间抽

1 概述

当前随着各大油田气井生产年限的延长，开发井网密度增大，区域钻井数量增多，产量递减的低效井数量日益增多，对于油田生产运行管理极为不利，在单井数量如此庞大的情况下，人工间歇开关井的模式显然不适用，必须立足于油田开采实际情况，尽快应用新的智能化开采控制技术，以实现单井间歇生产与用工总量控制之间的平衡。

基于油井生产供排关系的理论，智能控制系统实时监测电流的变化，并运用计算机系统对数据加以分析和处理，并通过智能的自动化运行方式对抽油机进行间歇式采油控制，以实现抽油机工作方式与油层供排情况的高效结合，在保证油间歇井产量得以提高的同时，有效改善抽油机工作效率。在智能控制系统运行的过程中，通过安装电机电流传感器便于对间歇井负荷的变化进行实时而精确的感知，运行原理如下：当间歇井出现空抽时，下冲程中并没有完全打开，杆柱重量和游动的凡尔液柱重量之和构成光杆荷载，这足以平衡配重重量，电动机可以在很小电流下将杆柱送至井底，但是相反情况下，泵中的液面对杆柱产生拖拉作用，此时抽油杆住会浸没在液体中，光杆荷载仅为杆柱的浮重，为保证曲柄与游梁的重量能够达到平衡，电机做功将杆柱送入井底所需电流较大。总之，可以通过点击电流的变化情况进行间歇井空抽是否发生的判断。

2 智能控制技术在间歇井中的应用

2.1 控制器设计

可编程控制器体积较小，编程程序简单且可靠性与抗干扰性强，间歇井工作环境复杂而恶劣，对硬件系统的可靠性和稳定性要求较高，可编程控制器较为实用。间歇井智能控制技术将可编程控制器作为主控制器，之外还配合以数字采样模块、点输入(出)电路和液晶显示器等。可编程控制器可以实现间歇井生产过程的动态化采样与分析，并据此进行设备工作制度的调整与完善；结合电机运行情况进行可控制电流设计，且具有欠压保护报警提示功能，自动收集油井日产液量、工作时间和时率等运行的动态化数据。

2.2 硬件设计

(1)可编程控制器及显示模块。间歇井智能控制技术并不要求较多的输入与输出点数，且在户外工作时对性能要求较高，故而选用三菱FX1n的可编程控制器，其指令丰富且通讯便捷，对故障的调试和诊断功能较优，所选用的可编程控制器的型号可以实现显示终端的多方式连接，与三菱控制器的通信协议为内置，无需用户的再次变成，系统运行可靠性大大提升。

(2)输入和输出电路。电流互感器安装在电路上并向模拟量I/O单元持续不断发出电流信号，对电流信号进行分辨及数字采样工作完毕后，再次通过模拟量I/O单元的控制器接口将数据输送至可编程控制器。为保证输出电路达到星角度切换和开关机要求，必须通过组合方式对交流接触器加以控制。

2.3 软件设计

间歇井智能控制技术运用可编程控制器梯形语言进行编程，先完成控制器的初始化，并在抽油机启动前发出电铃警报，以角形模式启动电机并达到抽油机重新加载所需的电流，5min后使可编程控制器改为星形运动模式，系统预报抽油机的实时电流和功耗，此时保持控制器在角形、星形和停机三种状态下的自由转换，并进行实时监控，如果运行和切换良好则说明智能控制技术完全适用。

2.4 套压控制设计

大多数间歇井套压较低，这对油井产量将产生极为不利的影响，所以必须对低产低压间歇井进行套压智能控制的设计，完成后需先进行现场套压控制测试，待测试结果稳定后方可应用，选取某间歇井进行模拟测试，过程如下：电磁阀自动关闭条件为套压＜5MPa，当仿真的关闭条件设计好后，一旦间歇井运行过程中套压小于设计值便会自动关闭操作，在间歇井运行过程中进行实时观测，确保电磁阀完全关闭。电磁阀自动开启条件为套压＞4MPa，当这一开启条件设计后，当间歇井运行套压超过这一设计值便会自动开启。

实际运行中对于那些套压较低而流量比较稳定的间歇井，可以进行流量和套压复合智能控制设计，电磁阀自动关闭的条件为流量＜9500m³/d，当间歇井实际运行过程中流量低于设计值时，电磁阀便会自动关闭。电磁阀自动开启条件为套压＞4MPa，则运行套压符合条件时电磁阀自动开启。观察某间歇井生产动态曲线图(图1)看出，该井自2016年6月实施智能控制以后，油压缓慢下降并逐渐恢复正常，瞬时流量为9500m³/d，流量和套压复合智能控制设计试验成功。

图1 某间歇井生产动态曲线图

3 结语

智能控制技术已经在各大油田间歇井中得到推广运用，运行结果良好，充分表明智能控制技术具有较高的实用性与可靠性，该技术完全取代了人工手动控制，只需安排2～3人进行开关井状态的观察和日常巡检，工作的安全性与效率大大提升，该技术的运用有效解决了之前间歇井开关控制方面的难题，为间歇井开采的数字化、智能化提供了保障。

[1]杨方勇.张亚斌.智能控制技术在苏里格气田低效井中的应用[J].天然气工业.2013,(6):1-4.

[2]郭洪斌.关于供液不足抽油机井合理间抽制度的探讨[J].科技创业家,2013,(12):116.