變速驅(qū)動宏觀變速驅(qū)動技術(shù)

    抽油機宏觀變速驅(qū)動技術(shù)主要針對于泵充滿度不高的抽油機井，通過調(diào)節(jié)沖次，使泵的充滿程度維持在一定的理想范圍內(nèi)。由于泵充滿度無法在地面直接測量，所以采用智能控制技術(shù)，其工作原理是通過分析一些可測量動態(tài)參數(shù)與泵充滿程度的關(guān)系，間接判斷泵充滿度的大小，進而進行小幅度的調(diào)節(jié)，再依據(jù)這些動態(tài)參數(shù)的反饋信息作為下一周期變速控制的依據(jù)。主要動態(tài)參數(shù)為懸點示功圖以及動液面深度。根據(jù)動態(tài)參數(shù)的不同，將基于沖次調(diào)節(jié)的智能控制技術(shù)分成以下2類。

    1、基于懸點示功圖的沖次智能控制

    （1）判斷依據(jù)

    懸點示功圖反映的是抽油桿柱在懸點位置所受載荷與懸點位移的對應(yīng)關(guān)系，隨著泵充滿程度的不同，抽油桿柱所受的載荷的大小也不一樣。通過分析懸點示功圖的形狀，可以判斷該工況下泵的充滿程度。

    典型的泵充不滿的懸點示功圖如圖1所示。

    由于泵內(nèi)供液不足，導(dǎo)致下沖程開始后泵內(nèi)壓力基本不變，游動閥無法及時打開，造成卸載延遲。通過計算AD′與AD的比值或者ABCD′A圍成的面積與ABCDA圍成的面積的比值可以判斷泵充滿程度的大小

    （2）控制流程

    提高抽油機沖次后，AD′的長度或者ABCD′A圍成的面積沒有降低，則說明此時井內(nèi)供液充足，沖次仍有提高的空間；如果降低沖次后，AD′的長度或者ABCD′A圍成的面積沒有增加，則說明此時懸點示功圖已經(jīng)非常飽滿，不需要再降低沖次來提高泵的充滿程度。

    （3）技術(shù)特點

    1）需要安裝動力示功儀測量懸點載荷與懸點位移的數(shù)據(jù)。

    2）可實現(xiàn)對泵充滿度的定量估計。

    3）傳感器的精確性和穩(wěn)定性直接影響變速驅(qū)動效果的好壞。

    4）示功圖面積或示功圖特征長度的計算可利用計算機完成，計算量小，且整個過程可實現(xiàn)實時變速控制。

    2、基于動液面深度的沖次智能控制

    （1）判斷依據(jù)

    該方法主要是通過直接或間接測量動液面深度，并根據(jù)下泵深度的大小來判斷井下供液情況，實現(xiàn)抽油機井的變速運行。而對于深井泵來說，泵的入口壓力一般低于流體的飽和壓力，在泵的抽汲過程中氣體容易析出，降低泵的充滿度，所以沉沒壓力的大小與泵的充滿程度有關(guān)。

    隨著沖次的降低，泵的理論排量減小，動液面深度會隨之增加，沉沒壓力增大，氣體不易析出，泵內(nèi)氣液比會相應(yīng)降低，泵的充滿系數(shù)會逐漸增加。

    （2）控制流程

    若動液面深度降低，可適當降低沖次，提高泵的充滿程度，在維持產(chǎn)量不變的情況下降低系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng)效率；若動液面深度增加，說明此時井下供液充足，泵的充滿程度較高，可適當提高沖次，增加產(chǎn)量。

    （3）技術(shù)特點

    1）利用單聲道或雙聲道回聲儀可對動液面深度進行實時測量。

    2）該方法只能通過對比前后兩次動液面深度的變化對泵充滿度進行定性分析。

    3）該方法需根據(jù)現(xiàn)場條件預(yù)先設(shè)定理想動液面深度值，通過實時測量值與該值的對比，實現(xiàn)智能控制。