多功能智能液壓采油裝置

抽油加熱多功能智能液壓采油裝置是我們公司根椐油田目前所面臨的開采稠油和高凝油比較困難的況狀而精心設計研制出來的一種創新產品，并獲得國家專利局頒發的發明專利證書,專利號:200610134281.5 。本裝置在總結了眾多同類產品優點的基礎上，著重在智能化、多功能一體、降低電耗、簡化工藝、便于安裝等方面做了重點改進與革新，提高了產品的實用性和適用范圍。以下就多功能智能液壓采油裝置的特點作一簡介：

• 1采油裝置工作原理

抽油加熱多功能智能液壓采油裝置是一種適用于各類油田原油開采的機械采油裝置，它的工作原理是由地面動力泵將流體介質或油井產出液加壓后經地面加熱器、沿油井中的空心抽油桿注入到油井里的液壓采油泵中。由于液壓采油泵是一個雙向液壓缸組成的復合型抽油泵，在液壓介質推動液壓缸上下往復運動的同時，位于上、下液壓缸活塞外側的抽油泵腔室容積也隨之變化。由于液壓采油泵的結構特點，使上、下兩個抽油泵始終有一個處在吸液狀態，而另一個處于排液狀態中，兩個泵交替不間斷工作，即對抽油泵整體來說總是處于連續的吸液和排液狀態，從而達到了連續抽油的目的。由地面電機變頻器調速來改變電機轉速，調節地面泵供液量，也就改變了油井中液壓缸往復速度（沖次），從而也就改變了油井中液壓采油泵井液的舉升排量，達到了平滑調節油井產液量的目的。

為了給部分油井加溫降粘，高壓動力液加溫后沿空心抽油桿通道下行，驅動井中的液壓采油泵工作的同時，也把熱能傳導給了油井管柱內的原油井液，從而達到了加溫降粘的目的。

液壓采油泵做過功的乏動力液介質，回到油管與抽出的井液一起被舉升出地面，一部分輸往井站的儲油罐，另一部分回到地面泵，經加壓后成為新的動力液重新注入到地下的油井中來驅動液壓采油泵工作。周而復始，使原油不斷被舉升出地面。

• 2電加熱工作原理
  多功能智能液壓采油泵的特點一是抽油桿電加熱；由于該裝置是采用液壓介質作為動力驅動抽油泵，油井井柱中的空心抽油桿與油管是相對靜止不動的，不但消除了傳統液壓采油泵上下往復運動時與油管所產生的磨擦力和柱塞效應，還滿足了抽油桿電加熱的條件。地面多功能智能控制柜根據井下的井深、阻抗、產液排量、溫度、含水量等情況，對井下抽油桿輸送相匹配的約40V低壓大電流、雙脈沖交變直流電源，電流經井口電纜接到井口的抽油桿，沿井柱中裝有絕緣扶正器的抽油桿流到井中液壓采油泵接頭處與油管短路，又從油井管柱返回到控柜形成加熱閉合回路。由于抽油桿比油管截面小，電流流過的能力比油管低，這時在抽油桿內會產生飽和過流電流，即發熱現象，正是利用這種過熱現象，達到了對油管內的原油實施加熱的目的。由于加熱電流是低壓、低頻，大電流的雙脈沖直流，所以不會產生回路的容抗、感抗、磁損、擊穿漏電等無功損耗，而抽油桿上所產生的熱能又全部被傳導給了抽油桿四周向上流動的油井井液，用較小的電能，起到了較佳的加熱效果，達到了節能降耗的目的，而又不會產生電解作用，克服直流電了對油管和抽油桿的電解腐蝕。

3單板機微電腦多功能智能化控制

單板機微電腦采油控制柜是用于液壓采油泵自動間開控制和電加熱自動控制的智能節電裝置。該裝置以抽油系統設計理論為依據，通過負荷與時間的連續采樣，采用PID控制技術判斷井下供液能力并跟蹤動液面變化，自動優化或人工設置油井的間開程序，避免液壓采油泵無效運轉。該產品增加了負荷測試、電參量測量、打印輸出、液壓采油泵安全啟動、油井管柱電加熱自動控制、語音報警等多種功能，英\漢語顯示切換，人機對話簡易。形成了以液壓采油、智能間開、電加熱為主的油井綜合控制系統。   

為使設備能夠適應油田野外現場惡劣的工作環境，在器件篩選、生產工藝、成品檢驗等各個方面制定了嚴格的企業標準。軟硬件設計上獨創了非易失性模塊跟蹤處理技術，使程序具有自修復能力，即使突然斷電，來電后系統仍能自行恢復正常工作。微電腦部分做了-40℃、+80℃帶老化篩選，每臺產品出廠前進行了嚴格的整機測試，確保了出廠產品質量穩定可靠。單板機微電腦采油控制器適用于低滲、低產、低效井的自動智能節電控制，對生產井操作數據在線采集，改善油藏生產的操作和管理具有重大意義。使采油井的產量/能耗比顯著提高。經過幾年來國內油田的批量應用實踐，產品不斷升級，已經形成性能完備的單板機產品。微電腦采油控制器顯著的節電效果、過硬的產品質量，贏得了用戶的一致認可。其主要功能是：

⑴、自動間開功能 根據油井供液能力及其變化情況，通過折算示功圖分析，制定該井最佳的間開制度。
⑵、液壓采油泵安全啟動功能 模擬人工啟停液壓采油泵操作，實現液壓采油泵電機低負荷自動安全啟動。⑶、油井電加熱自動控制功能。
⑷、語音報警功能，系統若出現故障、過載、缺相等則系統進入語音報警狀態，防止意外事故的發生。
⑸、電參量計量、存儲與綜合保護功能 實時監測并記錄液壓采油泵電機的電流、電壓、功率因數以及過流、過載、缺相等情況。如有異常，迅速進行入保護程序。
⑹、不間斷日歷/時鐘功能 具有連續日歷和計時功能，滿足自動間開制度程序校對時間的要求。
⑺、打印功能 微型打印機可以隨時打印一個月內自動控制系統存儲的各種數據。

4多功能智能液壓采油裝置的其它特點

  多功能智能液壓泵集多種功能為一體，其顯著特點有：

•  無需地面磕頭機，沒有上下運動的抽油桿，也就不會造成對油管井柱的磨損和卸漏，從而延長了油井各組成材料
  • ⑵、一機多井，地面設備體積小、重量輕，占地面小，可安裝在露天或室內很小空間里。也可以在地面安裝大功率液壓驅動設備，一機帶多井，便于安裝和管理，安全環保。
    ⑶、 由于是液壓驅動，地面設備提供的動力液可以通過軟管與任何位置的井口連接，適用于海上采油平臺甚至于水下井口，可廣泛用于任何斜度油井和水平井段的開采。
    ⑷、該裝置由于是液壓驅動，油井管柱里產出液和乏動力液回到油管與抽出的井液匯合一起被舉升出地面，加大了油井管柱里的流量和流速，具有很好排砂和攜砂功能。
  • ⑸、為了適應特殊油井的條件需要，可選擇液壓油閉路液壓循環采油、空心抽油桿與油管開式井液循環采油、單油管無桿開式井液循環等多采油方式。并且有反向預熱循環、泵內吸砂和反洗排砂功能，為各類油井的開采提供了寬擴適配性能。
  • ⑹、根椐油井情況，可在地面做無極調節動力液的排量，控制泵抽速度，這對油田的長期良性有序可控性開采極為有利。
  • ⑺、油井的井液溫度有多種可控性和加熱方式的可選性，方法簡單可行，對涼井可進行預熱啟動。井柱全程加熱均勻，更有利于提高泵效和開采。
  • ⑻、由于沒有地面采油磕頭機，不存在抽油桿的往復運動對油管所引起的機械磨擦柱塞效應等不良因素，使該設備的拖動動力能耗顯著降低。電加熱的電耗也達到了最低水平，能耗不到傳統設備的二分之一。具有很好的投入產出比和運行成本。

⑼、液壓采油泵泵頭還設置了卸油閥，作業時提起抽油桿（或管柱），油井管柱內的介質就會全部流回到套管里去，克服了以往作業時原油從油管流到井外對地面造成污染的毛病。

系統的主要參數

表5-1

表5-2

動力液回路方式：①單管開放式,油管+套管，動力液介質：井液，占用環套空間。②空心桿與油管開放式,不占環套空間。動力液介質：井液；③雙管液壓油閉路循環：油管+連續空心油管+連續空心油管，不占環套空間。動力液介質：液壓油。
加熱方式：①地面動力液加熱。②井下抽油桿電加熱。③電加熱溫度上、下限人工設定、智能自動調控。

1000米井深采油最小耗電量7KW；電加熱油耗電量為24KW。

• 結論

經過多口井的實踐證明，抽油加熱多功能智能液壓采油裝置，不論從技術上還是經濟上都具有很強的可比性，為有效緩解和克服油田由于步入中后期開采帶來的諸多不利因素提供了技術和設備條件。液壓抽油泵將成為眾多油田采油機械中的重要一員，在油田開采中具有很高的應用推廣價值，為油田單井采油成本下降，實現油田總體經營目標提供了空間。

管柱結構示意圖

液壓采油裝置井口

井口流程安裝示意圖