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在抽油機井的全生命周期中，其產(chǎn)液量是一個不斷變化的過程，投產(chǎn)初期油井產(chǎn)液能力相對較高，開發(fā)后期產(chǎn)液量逐漸下降，并出現(xiàn)明顯的波動，產(chǎn)液波動增加了現(xiàn)場的管理難度，不能及時調(diào)參導(dǎo)致油井效率降低、工況惡劣，舉升系統(tǒng)有效工作壽命大幅度降低。抽油機井的閉環(huán)控制、自動調(diào)參技術(shù)可以有效解決上述問題，提高現(xiàn)場管理水平。

傳統(tǒng)的抽油機井在工頻運行時，懸點的運動過程為強制性準(zhǔn)正弦速度分布形態(tài)，低速區(qū)漏失率偏高、高速區(qū)流體阻尼偏大、固定的加減速過程使桿柱承受較大的振動和慣性負(fù)荷；因此，單純的閉環(huán)控制解決了自動調(diào)參問題，但仍不能滿足降低負(fù)載、改善工況的需求，為了更高效的解決上述問題，優(yōu)化系統(tǒng)管理，提升系統(tǒng)性能，我們提出了一種抽油機變速運行智能控制技術(shù)，實現(xiàn)抽油機井的遠(yuǎn)程閉環(huán)自動調(diào)參和柔性控制變速運行。

抽油機變速運行智能控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、工況分析、柔性控制等4部分組成，單井配套硬件參見圖1。

圖1 單井配套硬件
首先由智能終端設(shè)備（手機、平板等）向閉環(huán)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)讀取指令，閉環(huán)控制器接收到上述指令之后，開始與井場測控單元進(jìn)行通訊，獲取抽油機井當(dāng)前的地面功圖數(shù)據(jù)和運行沖次，閉環(huán)控制器依據(jù)地面功圖數(shù)據(jù)計算抽油機井的當(dāng)前泵效，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能終端設(shè)備進(jìn)行顯示。 現(xiàn)場技術(shù)人員依據(jù)抽油機井的當(dāng)前泵效，在智能終端設(shè)備上設(shè)定目標(biāo)泵效，智能終端設(shè)備依據(jù)閉環(huán)協(xié)調(diào)計算公式計算出目標(biāo)沖次，并將目標(biāo)沖次以指令的形式發(fā)送給閉環(huán)控制器，閉環(huán)控制器接收到指令之后控制變頻控制器，調(diào)整系統(tǒng)運行頻率，達(dá)到改變沖次的目的。如果經(jīng)過一次調(diào)整并不能達(dá)到理想的泵效，可重復(fù)上述操作。抽油機變速運行智能控制原理圖見圖2。

圖2 抽油機變速運行智能控制原理圖
2016年運用抽油機變速運行智能控制技術(shù)現(xiàn)場實施100口井。根據(jù)已實施井的效果對比，平均單井綜合節(jié)電率18.8%，系統(tǒng)效率提高5.38個百分點。2018年繼續(xù)推廣應(yīng)用400口井。

實施抽油機變速運行智能控制技術(shù)后，對Z63-140、Z63-35、Z63-71、Z63-183、Z63-138、ZX10-47、ZX10-92等具有可對比數(shù)據(jù)的油井的檢泵周期進(jìn)行對比統(tǒng)計，平均相對長壽時間最短也超過51%。實現(xiàn)了降低負(fù)載、改善工況，延長檢泵周期的綜合效果。