基于动液面的同心射流泵智能采油控制系统与应用研究

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随着对石油需求量的与日俱增,进一步提高原油的开采效率,已成为当前油田开发和建设的重要工作。河南油田大多属于疏松砂岩油藏,长期受到高含沙、低渗透等地质条件的制约,在采油生产过程中由于地层供液能力和泵抽汲能力的不匹配会造成油井动液面的变化,直接影响到射流泵采油的效率和能耗,研究基于动液面的同心射流泵智能采油控制系统具有重要的意义。课题通过对河南油田射流泵采油排砂工艺及其设备和油井动液面变化对射流泵采油过程影响的分析与研究,确定了射流泵智能采油控制系统的需求,并结合射流泵采油控制原理的研究,提出了基于模糊控制策略的油井动液面控制方法,设计了基于动液面的同心射流泵智能采油控制系统,使射流泵采油排砂作业始终在合理的油井动液面范围内进行。系统主要由油井动液面监测仪、变频器、智能采油控制器和上位机监控平台等构成。硬件上,智能采油控制器采用STM32F103RET6为主控制芯片,设计了供电电路、外部存储电路、启停控制电路、RS485通讯电路和4G无线网络传输电路等,并对主要硬件设备和上位机监控平台进行了选型。软件上,利用Keil u Vision5集成开发环境进行各功能模块程序的编写,其中包括主程序、数据读取程序、动液面控制程序和启停控制程序等。利用Qt Creator集成开发环境和My SQL数据库完成智能采油控制系统上位软件的开发,能够对油井实时生产数据进行计算、存储和动态显示以及控制指令的下发,最终实现了对射流泵采油过程的智能控制。基于动液面的同心射流泵智能采油控制系统在河南油田实际应用效果表明,系统能够稳定可靠的运行,实现了对油井生产数据的实时采集、无线网络传输、计算和存储以及远程监控和油井动液面控制等功能,降低了原油开采的成本。油井动液面的控制对提高射流泵采油排砂的效率和油井的产液量起到了重要作用,满足了射流泵智能采油控制的需求,在对疏松砂岩油藏的开发中具有典型应用价值。
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