1.一种基于油井的智能控制装置,其特征在于,包括,
油机单元,其一端设置有驴头,所述驴头通过游梁与伸缩连杆相连,所述伸缩连杆将动力组件的动能传递至所述游梁,通过游梁带动驴头纵向摆动,所述伸缩连杆长度可调节,用以调整驴头摆动距离,所述游梁通过支架进行支撑;
油泵单元,其与所述油机单元相连,所述油泵单元包括抽油管,所述抽油管内部设置有抽油杆,所述抽油杆通过吊绳与所述驴头相连,抽油杆能够通过驴头的纵向摆动进行纵向移动,抽油杆下端设置有柱塞,所述柱塞能够通过抽油杆带动进行纵向移动,将油井内的原油抽至进油室内,所述进油室上部设置有出油阀,所述出油阀用以排出进油室内的原油,进油室下部设置有进油阀,所述进油阀用以控制进油室内的原油进入,进油室内部侧壁上还设置有限位块,用以对柱塞的移动进行限位,所述抽油杆上端设置有调控节,所述调控节用以调节抽油杆的长度,以控制所述柱塞的冲程距离,所述调控节下部设置有应力仪,所述应力仪用以检测抽油杆受到的实时应力;
油井检测单元,其设置在油井内部,用以检测油井内原油的液面高度;
中控单元,其与所述油机单元、所述油泵单元以及所述油井检测单元分别相连,所述中控单元内设置有标准液面高度范围,所述油井检测单元检测油井内原油的实时液面高度,中控单元将实时液面高度与标准液面高度范围进行对比,并根据对比结果调整所述伸缩连杆的初始长度或进行停机刹车;所述中控单元内还设置有标准应力范围,所述应力仪检测抽油管在移动过程中的应力,中控单元根据应力仪的检测结果选取实时应力,并将实时应力与标准应力范围进行对比,在实时应力高于标准应力范围时,中控单元对所述伸缩连杆的长度进行调整,在实时应力低于标准应力时,中控单元将根据油井内原油的实时液面高度调整所述抽油杆的初始抽油杆长度或进行停机刹车。
2.根据权利要求1所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,所述中控单元中设置有所述伸缩连杆的初始长度Qc,中控单元内还设置有油井内原油的标准液面高度Hb与标准液面高度差ΔHb,在所述智能控制装置进行油井抽油时,所述油井检测单元检测油井内原油的实时液面高度Hs,中控单元根据实时液面高度Hs与标准液面高度Hb计算实时液面高度差ΔHs,ΔHs=|Hb‑Hs|,中控单元将实时液面高度差ΔHs与标准液面高度差ΔHb进行对比,当ΔHs≤ΔHb时,所述中控单元判定实时液面高度差未超出标准液面高度差,中控单元不对所述伸缩连杆的初始长度Qc进行调整;
当ΔHs>ΔHb时,所述中控单元判定实时液面高度差超出标准液面高度差,中控单元将实时液面高度Hs与标准液面高度Hb进行对比,并根据对比结果对所述伸缩连杆的初始长度进行调整。
3.根据权利要求2所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,在所述中控单元判定实时液面高度差超出标准液面高度差时,中控单元将实时液面高度Hs与标准液面高度Hb进行对比,当Hs>Hb时,所述中控单元判定实时液面高度高于标准液面高度,中控单元将所述伸缩连杆的初始长度调整为Qc’,Qc’=Qc+Qc[(Hs‑Hb)/Hb];
当Hs<Hb时,所述中控单元判定实时液面高度低于标准液面高度,中控单元将对实时液面高度进行判定,以确定是否进行停机。
4.根据权利要求3所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,所述中控单元内设置有最小抽油液面高度Hz,当所述中控单元判定实时液面高度低于标准液面高度时,中控单元将实时液面高度Hs与最小抽油液面高度Hz进行对比,当Hs≥Hz时,所述中控单元判定实时液面高度不低于最小抽油液面高度,中控单元将所述伸缩连杆的初始长度调整为Qc’,Qc’=Qc‑Qc[(Hb‑Hs)/Hb];
当Hs<Hz时,所述中控单元判定实时液面高度低于最小抽油液面高度,中控单元控制所述油机单元进行停机刹车。
5.根据权利要求4所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,所述中控单元内设置有所述伸缩连杆的预设最大长度Qa与预设最小长度Qz,其中,Qa>Qz,当所述中控单元对伸缩连杆的初始长度完成调节后,中控单元将伸缩连杆调节后的长度Qc’分别与预设最大长度Qa和预设最小长度Qz进行对比,当Qc’<Qz时,所述中控单元判定调节的所述伸缩连杆长度低于预设最小长度,中控单元将按照预设最小长度Qz控制伸缩连杆的实际长度;
当Qz≤Qc’≤Qa时,所述中控单元判定调节的所述伸缩连杆长度在预设最大长度与预设最小长度之间,中控单元将按照调节的长度Qc’控制伸缩连杆的实际长度;
当Qc’>Qa时,所述中控单元判定调节的所述伸缩连杆长度高于预设最大长度,中控单元将按照预设最大长度Qa控制伸缩连杆的实际长度。
6.根据权利要求5所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,当所述中控单元完成对所述伸缩连杆长度的调节时,所述油机单元带动所述油泵单元对油井内的原油进行抽取,当所述抽油杆在抽油管内向上移动时,所述应力仪检测抽油管在移动过程中的应力,应力仪将检测结果传递至中控单元,中控单元根据检测结果生成本次抽取的应力变化曲线f(F),中控单元在应力变化曲线f(F)中选取应力最大的值作为本次抽取的实时应力Fs。
7.根据权利要求6所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,所述中控单元内设置有初始抽油杆长度Lc,所述中控单元内设置有所述抽油杆在向上进行抽取动作时的标准应力Fb与标准应力差ΔFb,当中控单元完成选取实时应力Fs时,中控单元将根据实时应力Fs与标准应力Fb计算本次抽取的实时应力差ΔFs,ΔFs=|Fb‑Fs|,中控单元将实时应力差ΔFs与标准应力差ΔFb进行对比,当ΔFs≤ΔFb时,所述中控单元判定实时应力差未超出标准应力差,中控单元不对初始抽油杆长度Lc进行调整;
当ΔFs>ΔFb时,所述中控单元判定实时应力差超出标准应力差,中控单元将实时应力Fs与标准应力Fb进行对比,以确定对所述抽油杆的初始抽油杆长度或所述伸缩连杆的长度进行调整。
8.根据权利要求7所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,在所述中控单元判定实时应力差超出标准应力差时,中控单元将实时应力Fs与标准应力Fb进行对比,当Fs<Fb时,所述中控单元判定所述抽油杆的实时应力低于标准应力,中控单元将对油井内原油的实时液面高度进行判定,以确定是否对所述抽油杆的初始抽油杆长度进行调整;
当Fs>Fb时,所述中控单元判定所述抽油杆的实时应力高于标准应力,中控单元将所述伸缩连杆的长度调整为Qc”,Qc”=Qc’‑Qc’[(Fs‑Fb)/Fb],在完成所述伸缩连杆的长度调节后,所述应力仪检测抽油管在下一次向上移动过程中的应力,中控单元选取实时应力Fs’,并重复上述根据实时应力Fs与标准应力Fb计算实时应力差ΔFs的操作,计算实时应力差ΔFs’,中控单元对实时应力Fs与实时应力差ΔFs’进行判定,直至当ΔFs’≤ΔFb,或Fs’<Fb时,停止对所述伸缩连杆长度的调节。
9.根据权利要求8所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,所述中控单元能够获取所述抽油杆的抽油位置高度,在所述中控单元判定所述抽油杆的实时应力低于标准应力时,中控单元获取所述抽油杆的抽油位置高度Hg,所述油井检测单元检测油井内原油的实时液面高度Hs’,中控单元将抽油位置高度Hg与实时液面高度Hs’进行对比,当Hs’<Hg时,所述中控单元判定油井内原油的实时液面高度低于抽油位置高度,中控单元将抽油杆的初始抽油杆长度调整为Lc’,Lc’=Lc+|Hg‑Hs’|;
当Hs’≥Hg时,所述中控单元判定油井内原油的实时液面高度不低于抽油位置高度,中控单元判定出现故障,中控单元控制所述油机单元进行停机刹车。
10.根据权利要求9所述的基于油井的智能控制装置,其特征在于,在所述中控单元判定油井内原油的实时液面高度低于抽油位置高度时,中控单元将抽油杆的初始抽油杆长度调整为Lc’,所述应力仪检测抽油管在下一次向上移动过程中的应力,中控单元选取实时应力Fs’,并重复上述根据实时应力Fs与标准应力Fb计算实时应力差ΔFs的操作,计算实时应力差ΔFs’,中控单元对实时应力Fs与实时应力差ΔFs’进行判定,直至当ΔFs’≤ΔFb,或Fs’>Fb时,或在对实时液面高度判定中使检测到的实时液面高度Hs”到达Hs”≥Hg时,停止对所述抽油杆长度的调节。