1控制系统硬件
控制系统硬件工作原理如图2.1所示，控制装置系统中的监测装置将实时检测的抽油机井工况数据传至现场控制装置中的RTU模块，经通讯模块传送至中心控制系统进行存储，系统自动寻找优化控制方案。经过反馈—调节这样不断反复的闭环过程，变频器不断的调节输出频率，改变抽油机的冲次，从而实现抽油机井闭环智能控制[5]。(见图2.1)。
2控制系统软件
智能控制变频系统软件对动液面深度的算法进行了修正，得到根据压力梯度计算动液面深度算法如下所示，利用示功图计算动液面更加准确[4-8]。式中，Pb为深井泵吸入口压力，MPa；γt为油管中液体密度，kg/L；Wbu为泵功图上载荷，N；Wbd为泵功图下载荷，N；Hp为泵深，m；△P为实测压力梯度，MPa/100m。原理流程如图2.2所示。软件模型以面积最大，即泵效最高为原则，在升频时，若功图面积没有减小，则认为还没能完全发挥油层供液能力，需继续升频；在降频时，若面积不再增大，则认为功图已经非常饱满，不需要继续降频。通过调整、验证，不断修正求出满足设定动液面的最佳工作频率。
3现场应用情况
抽油机井功图法闭环智能控制系统在华北油田三个采油厂共实施65口井，全部实现动液面计算、功图算产、动液面在线监测及智能变频调速，实现了油井实时动态监测及调控，节省能耗的同时提高了系统效率。
3.1产液波动井效果应用
比较使用控制系统前后参数变化。结果表明，使用抽油机井示功图闭环智能控制系统以后,充满系数、耗电量得到了明显的改善。油机变频节能系统前后的效果对比图。结果表明,使用抽油机井示功图闭环智能控制系统以后油井产液量得到了提升。由此可见，抽油井控制系统不仅使得供液不足井达到了节能降耗的目的，而且对于供液充足的油井，当使用合理的沉没度时，产液量也会显著提高，从而使经济效益提高。
3.2整体实施效果及效益
2013年以来在华北油田三个采油厂65口井上部署了抽油机井功图法闭环智能控制系统，应用该技术后，在保证产液量不降的前提下，通过闭环控制使示功图的充满程度明显提高，单井运行电流平均下降了27.26A，日节电65kW•h，增油4717吨。预计65口井年节电117.58万kW•h，节电效益84.66万元，平均系统效率提高4.6%。
4结论与认识
(1)功图法闭环智能控制系统技术实时监测抽油机工作参数，并远程调控供产协调状况，无需人工干预，具有实时性、自适应的智能化特点。(2)基于动液面控制的功图法闭环智能控制系统技术实现对供液波动井的能耗、供液充足井的增产的调控，不仅是从节约节电成本的角度衡量其经济效益，更实现了油井生命期内的效益最大化。
作者：张一凡 杨松 单位：中国石油大学（北京）2012级石工卓越班 中国石油华北油田公司采油工程研究院
