CN109901531A - 一种油田管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田管理系统。该油田管理系统包括：一个或多个油井工况测量装置，所述一个或多个油井工况测量装置分别安装在一个或多个油井上测量油井工况，所述油井工况至少包括油井的示功图；一个或多个远程传输单元，每个所述远程传输单元接收所述油井工况测量装置中的一个或多个所测量的所述油井工况；以及服务器，其根据来自所述一个或多个远程传输单元的所述油井工况，确定所述一个或多个油井的运行状态，维护人员或管理者根据所述一个或多个油井的运行状态管理所述一个或多个油井。本发明可以定时采集油井示功图，实时检测油井开停井状态，实现了示功图计算产液量和油井工况高效精细管理功能。

Description

一种油田管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及一种原油开采设备领域，特别地，涉及一种油田的管理系统和管理方法。

背景技术

石油仍然是当前最为重要的战略资源。很多油藏的地质条件非常复杂，开采难度大。对于这些油田的管理往往非常困难。特别是进入开发中后期，生产和管理的矛盾愈加突出。为了保证油井的正常生产，往往需要人员定期到现场对油井进行检查和维护，这造成了生产现场人员紧张，增加了油田的生产成本。特别是当某些油井出现突发情况时，现有的油田管理方式无法及时发现这些突发情况，可能造成生产效率的下降和资源的浪费。因此，本领域中迫切需要一种能够对油田实现有效管理的油田管理系统。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种油田管理系统，所述油田管理系统包括：一个或多个油井工况测量装置，所述一个或多个油井工况测量装置分别安装在一个或多个油井上测量油井工况，检测油井开停井状态，并将检测到的所述开停井状态发送到远程传输单元，所述油井工况至少包括油井的示功图；一个或多个远程传输单元，每个所述远程传输单元接收所述油井工况测量装置中的一个或多个所测量的所述油井工况；服务器，其根据来自所述一个或多个远程传输单元的所述油井工况，确定所述一个或多个油井的运行状态，维护人员或管理者根据所述一个或多个油井的运行状态管理所述一个或多个油井；所述远程传输单元包括：第一无线传输模块，其与一个或多个所述油井工况测量装置通信；其中所述远程传输单元将从所述一个或多个所述油井工况测量装置接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；其中所述油井工况测量装置包括油井示功图采集装置和信号发送器，其中，所述油井示功图采集装置包括：位移采集单元，其采集位移数据；载荷采集单元，其采集载荷数据；第四无线传输模块，其与所述远程传输单元通信；以及第五无线传输模块，其与所述信号发送器通信，其中，所述信号发送器包括：位置探测模块，其探测每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置；第六无线传输模块，其根据所述位置探测模块所探测的每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置向所述油井示功图采集装置发送信号；其中所述位置探测模块包括霍尔传感器；其中对于游梁式抽油机，所述位置探测模块或者所述霍尔传感器安装在游梁底部，以探测安装在游梁上的磁体；以及其中对于立式抽油机，所述位置探测模块或者所述霍尔传感器安装支架上，以探测安装在皮带或链条上的磁体。

如上所述的油田管理系统，其中所述油田管理系统进一步包括无线基站，并且所述远程传输单元进一步包括第二无线传输模块，所述远程传输单元通过第二无线传输模块与所述无线基站通信，将所述油井工况传输至所述无线基站，所述无线基站将从所述一个或多个所述远程传输单元接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者。

如上所述的油田管理系统，其中所述服务器根据所述一个或多个油井的历史示功图和/或标准示功图对比，确定所述一个或多个油井的运行状态，并产生相应的警报和维护建议。

如上所述的油田管理系统，进一步包括一个或多个远程控制单元，所述一个或多个远程控制单元安装在所述一个或多个油井上，所述远程控制单元包括第三无线通信模块和控制模块，所述第三无线通信模块接收来自所述服务器或管理者的管理命令；所述控制模块执行所述管理命令。

如上所述的油田管理系统，进一步包括便携式油井维护装置，所述便携式油井维护装置包括：

第七无线模块，其与所述油井示功图测量装置和/或信号发送器通信；以及

标定模块，对所述油井示功图测量装置和/或信号发送器进行标定。

根据本发明的另一个方面，提出一种油田管理方法，所述油田包括一个或多个油井，如上所述的油田管理系统，其中所述油田管理系统进一步包括无线基站，并且所述远程传输单元进一步包括第二无线传输模块，所述远程传输单元通过第二无线传输模块与所述无线基站通信，将所述油井工况传输至所述无线基站，所述无线基站将从所述一个或多个所述远程传输单元接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者。

如上的油田管理方法，进一步包括：将所接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；

将所接收所述油井工况传输至无线基站；以及，所述无线基站将所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；

其中基于霍尔传感器探测每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置；

如上的油田管理方法，进一步包括根据所述一个或多个油井的历史示功图和/或标准示功图对比，确定所述一个或多个油井的运行状态，并产生相应的警报和/或维护建议；

进一步包括在所述警报和/或维护建议未得到及时处理时，升高警报级别和/或通知管理者；

进一步包括预测所述一个或多个油井中某一油井上可能发生故障的部件，并预测发生故障的时间；或者判断所述一个或多个油井中某一油井上可能的故障原因，并确定发生故障的时间。

如上的油田管理方法，进一步包括执行根据来自所述服务器或管理者的管理命令；

进一步包括利用便携式油井维护装置以无线的方式对测量油井示功图的装置进行标定。

根据本发明的另一个方面，提出一种油田管理系统，包括：一个或多个油井示功图测量装置，其分别安装在一个或多个油井的悬绳器与方卡子之间；一个或多个信号发生器，其分别安装在所述一个或多个油井上；一个或多个远程传输单元，每个所述远程传输单元接收所述油井示功图测量装置中的一个或多个所测量的所述油井示功图；以及服务器，其根据来自所述一个或多个远程传输单元所接收的所述油井示功图，确定所述一个或多个油井的运行状态；其中响应于每个示功图周期的起始位置和/或结束位置，所述一个或多个信号发生器向相应的油井示功图测量装置发送信号，所述相应的油井示功图测量装置起始油井示功图的测量。

本发明可以定时采集油井示功图，实时检测油井开停井状态，实现示功图计算产液量和油井工况高效精细管理功能。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的油田管理系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的油田管理方法的流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的油井工况测量装置的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的油井示功图采集装置的结构示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的信号发送器的结构示意图；

图6A示出了根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的信号发送器的结构示意图；

图6B示出了根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的信号发送器的主体部分的结构示意图；

图7A示出了根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的位置探测模块的霍尔传感器部分的电路示意图；

图7B示出了根据本发明的另一个实施例基于霍尔传感器的位置探测模块的霍尔传感器部分的电路示意图；

图8示出了根据本发明的一个实施例的油井工况测量装置在游梁式抽油机中应用的示意图；

图9示出了根据本发明的一个实施例的油井工况测量装置在立式抽油机中应用的示意图；

图10示出了根据本发明的一个实施例测量油井示功图的方法的流程图；

图11示出了根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的应用示意图；

图12示出了根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的结构示意图；以及

图13示出了根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的面板示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

下面通过一个具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应当理解，以下的描述仅仅是为了方便对于本发明技术方案的理解，并不应当用来限制本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，提出了一种油田管理系统。通过该油田管理系统以及相配套的其他设备能够实现单井示功图精确测量，示功图远程传输、基于示功图的产液量计量和即时分析、以及实时报警和警报处理监控，从而实现油田的精细化管理。

图1是根据本发明的一个实施例的油田管理系统的结构示意图。如图1所示，油田管理系统100包括油井工况测量装置。油井工况测量装置101-105安装在一个或多个油井111-115上。油井工况测量装置测量油井的示功图、温度、压力等一项或多项反映油井工况的参数。通过示功图可以计算油井的产液量。并且，油井工况测量装置可以获取油井计量装置的数据。通过计量装置所获得的数据可以进一步计算油井的产量。

现有技术中存在的示功图测量设备和/或其他的油井参数测量设备均可以成为油井工况测量装置的实例。根据本发明的一个实施例，油井工况测量装置至少测量油井的示功图。油井工况测量装置测量示功图的频率为每天4次、8次、16次、24次、或48次，或更多次。

根据本发明的一个实施例，油田管理系统100包括一个或多个远程传输单元RTU(RemoteTransmissionUnit)。一个或多个RTU可以安装在一个或多个油井上。油井工况测量装置包括无线传输模块，从而可以与RTU通信。同样的，RTU也包括无线传输模块，从而与油井工况测量装置通信。根据本发明的一个实施例，一个RTU可以支持多个油井工况测量装置。如图1所示，安装在油井111和112上的油井工况测量装置101和102与RTU121通信；安装在油井113上的油井工况测量装置103与RTU122通信；安装在油井114和115上的油井工况测量装置104和105与RTU123通信。油井工况测量装置与RTU之间的通信遵循任何可行的远程通信协议，如Zigbee、Z-Wave、ANT、Enocean等等。

根据本发明的一个实施例，各个油井工况测量装置101-105支持无线自组网协议，例如Ad-hoc协议。各个油井工况测量装置之间可以相互通信形成网络，此时每个油井工况测量装置都可以被看成是与其他油井工况测量装置通信RTU。因此，仍在本发明的权利要求的范围之中。

根据本发明的一个实施例，油田管理系统100可以包括无线基站。RTU包括至少二个无线传输模块，其中第一无线传输模块与油井工况测量装置通信；而第二无线传输模块与无线基站通信。如图1所示，RTU121-123与无线基站131通信。根据本发明的一个实施例，无线基站可以是专为油田管理系统而设置的专用基站，也可以是用于公共通信或其他目的的基站。RTU与无线基站之间的通信遵循无线基站所支持的协议，如GSM、GPRS、CDMA2000、LTE等。根据本发明的一个实施例，无线基站是可选的。各个RTU可以不通过无线基站直接与维护人员、服务器、管理者或互联网连接。通过无线基站的加入，很大程度上扩展了油田管理系统的范围，降低了组网的成本。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，无线基站131通过有线或无线的方式与维护人员141、服务器142、管理者143或互联网144相连。而无线基站131也可以通过互联网144进而与管理者151相连，从而实现管理信息的传输和管理指令的传达。

根据本发明的一个实施例，油井工况测量装置通过RTU(以及无线基站)将油井的示功图发送到服务器。服务器保存各个油井不同时间的示功图。维护人员或者管理者可以直接或通过互联网查看服务器上的各个油井的示功图。根据各个油井的示功图，可以确定油井工作状态是否正常，并进一步获得产液量、最大和最小载荷等其他工况参数。进一步地，服务器根据各个油井示功图的历史数据或者各个油井的标准示功图，确定各个油井当前的工况。其中服务器在警报和/或维护建议未得到及时处理时，进一步升高警报级别和/或通知管理者。如果某一油井出现突发情况，服务器产生警报，并将警报发送给维护人员或者管理者。进一步地，服务器可以监视警报是否得到了及时处理。如果警报没有得到及时处理，服务器可以进一步升高警报级别，通过其他方式(例如手机短信或电话)通知管理者，或者将警报发送到其他(例如更高级别)管理者。

进一步地，如果根据油井的示功图，虽然油井的工况发生了改变，但是并未符合警报的条件，服务器可以根据油井示功图的变化，提出对油井工作情况进行调整的建议，并且根据建议的不同确定不同的级别。同样地，服务器也可以监视建议是否得到了处理。

更进一步地，服务器可以根据油井示功图的变化，其中服务器预测一个或多个油井中某一油井上可能发生故障的部件，并预测发生故障的时间；或者服务器判断所述一个或多个油井中某一油井上可能的故障原因，并确定发生故障的时间。预测油井中的哪些部件已经进入了衰退期，可能发生故障，并进一步预测发生故障的时间。服务器可以根据这些预测，提出更换油井部件的建议。管理者可以提前准备用于更换的部件，在合理安排工作的前提下按需更换状态不佳的部件，预防故障的发生，减少停井时间。

更近一步地，油井上安装有远程控制单元。所述远程控制单元包括无线通信模块和控制模块(例如一个或多个继电器)。通过无线通信模块，远程控制单元经过RTU(和无线基站)与服务器通信。远程控制单元通过无线通信模块接收服务器或管理者的管理指令，并且根据该管理指令操作控制模块，实现油井工作的远程控制，例如开停井控制、冲次次数控制、备用设备启用控制等。根据本发明的一个实施例，油井工况测量装置也可以接收来自服务器或管理者的管理指令，根据管理指令完成自身的参数设定或者工况测量。

本领域技术人员应当理解，虽然图1中仅仅示出了五个油井101-105以及三个对应的远程传输单元RTU111-113，但是本发明的实施例中所管理的油井的数量并不限于3个，其可以是1个、2个、3个至几十个。根据本发明的一个实施例，一个RTU可以管理5-12口油井，而一个无线基站BS可以支持几个到几千个RTU，甚至更多。这些数量的限制仅在于其所采用的通信协议所能支持的最多数量。

图2是根据本发明的一个实施例的油田管理方法的流程图。图2所示的方法可以应用于图1所示的油田管理系统中。如图2所示，油田管理方法200，包括在步骤210，一个或多个油井发送包括示功图在内的油井工况信息。根据本发明的一个实施例，油井上安装有油井工况测量装置。油井工况测量装可以用于测量油井的示功图，并将示功图以无线的方式发送。现有技术中已经存在了安装在油井上测量油井示功图的装置。油井工况测量装置可以包括这样的装置来测量油井的示功图。进一步地，油井工况测量装置包括无线模块以通过无线的方式发送包括示功图的工况信息。进一步地，工况信息还可以包括温度、压力等其他油井参数。

在步骤220，RTU接收来自一个或多个油井的所述工况信息，将所述来自一个或多个油井的工况信息发送到服务器。在步骤230，服务器根据油井的示功图历史或者标准示功图，确定油井工况。在步骤240，服务器根据所述油井工况，发出警报或提出维护建议。在步骤250，服务器进一步监视所述警报或维护建议是否得到及时处理。

根据本发明的一个实施例，某一油井的示功图突然从类似平行四边形变成扁平的形状，面积变得非常小。服务器确定该油井发生抽油杆“断脱”，并马上发出警报。管理者通过服务器上的警报第一时间发现该油井的“断脱”故障，并及时完成抽油杆的替换。

根据本发明的另一个实施例，某一油井的示功图的面积突然变小。服务器无法确定该油井发生的具体故障，但马上发出“示功图面积变化”警报。管理者立即前往该油井进行维护，现场发现“结蜡泵漏”。管理者及时进行了“洗井”，使该井的工作很快恢复正常。

根据本发明的另一个实施例，某一油井一段时间内的示功图右侧都很细的窄条，而整个示功图的面积很小。服务器根据示功图判断油井可能供油不足。服务器发出调整冲次的维护建议。管理者远程向该油井上安装的远程控制单元发出调整冲次的管理命令。远程控制单元改变该油井的冲次数。经过对冲次次数多次调整后，发现示功图并没有明显变化。管理者通过远程控制单元将该油井的冲次次数设置为较低的数值，减少能耗。

通过上述实施例可以看出，经过RTU以无线的方式上传各个油井的示功图到服务器上可以实现油井工况的集中监视和维护，从而实现油田的有效管理。

图3是根据本发明的一个实施例的油田工况测量装置的示意图。如图3所示，油田工况测量装置300包括油井示功图采集装置301和信号发送器302。

图4是根据本发明的一个实施例的油井示功图采集装置的结构示意图。根据本发明的一个实施例，油井示功图采集装置400包括：包括数据处理单元401、位移采集单元402、载荷采集单元403、第三无线传输模块404和第四无线传输模块405。其中，位移采集单元402与数据处理单元401连接以采集位移数据。载荷采集单元403与数据处理单元401连接以采集载荷数据。第三无线传输模块404与数据处理单元401连接。第三无线传输模块404与RTU或数据中继站(DRS)通信，向传输包括示功图的工况数据，或者从RTU或者DRS接收管理命令。第四无线传输模块405与数据处理单元401连接。第四无线传输模块405与信号发送器通信，用于从信号发送器接收起始点位置信号。根据本发明的一个实施例，第一和第二无线传输模块可以为使用相同通信协议的同一模块。如图4所示，油井工况测量装置进一步包括电池406和存储单元407。数据处理单元401的一个实例是单片机。

根据本发明的一个实施例，油井示功图采集装置安装在油井的悬绳器与方卡子之间。本领域技术人员应当理解，油井示功图采集装置也可以安装在其他可以实现示功图测量的油井的其他位置。

根据本发明的一个实施例，位移采集单元402包含霍尔传感器电路板和位移线。其中，霍尔传感器电路板和位移线安装在位移机构中。根据霍尔电子元器件的特性，当位移线拉出时，数据处理单元通过霍尔传感器电路板上的霍尔元器件检测功能可以精确地计算出拉出位移线的长度。当位移线缩回时，数据处理单元。通过霍尔传感器电路板上的霍尔元器件检测功能可以精确地计算得出缩回位移线的长度。通过霍尔电子元器件高灵敏度，提高位移测量的准确度。

根据本发明的一个实施例，载荷采集单元403包括电阻电桥和运算放大器。其中，电阻电桥与应变体连接，监测载荷变化；并且，通过电阻电桥将载荷变化情况转换为电压变化。运算放大器输入端与电阻电桥连接，放大电阻电桥转换后的电压值。数据处理单元与运算放大器输出端连接，计算得出油井载荷值。

测量示功图的另一个重要的方面就在于要确定起始点的位置。如果起始点的位置准确，测量得到的示功图就能准确地反映油井的工作状态。然而，在油井示功图采集装置安装的位置很难确定每个冲次的起始点。因此，在图4所示的实施例中采用了从外部的信号发送器接收开始和/或结束信号，由此来判断示功图的起始点位置。在每次冲次的开始和/或结束时，第四无线传输模块405接收来自信号发送器的信号，并将其转发给数据处理单元401。数据处理单元401控制位移采集单元402和载荷采集单元403起始示功图的测量。数据处理单元401将测量的示功图存储在存储单元407中或者将示功图通过第三无线传输模块404向外发送到RTU、DRS、服务器、维护人员或管理者。

图5是根据本发明的一个实施例的信号发送器的结构示意图。如图5所示，信号发送器500包括第六无线传输模块501和位置探测模块502。位置探测模块502探测每个周期中的起始位置和/或结束位置，并将信息发送到数据处理单元504。在数据处理单元504的控制下，第六无线传输模块501将位置探测模块502的信号，以无线的方式向油井示功图采集装置发送每个周期中的起始位置和/或结束位置的信号。信号发送器500包括电池503。可选地，信号发送器500包括数据处理单元504。数据处理单元504与第六无线传输模块501和位置探测模块502相连，接收来自位置探测模块502的信号，并控制无线传输模块501以无线的方式向油井示功图采集装置发送每个周期中的起始位置和/或结束位置的信号。根据本发明的一个实施例，位置探测模块502可以根据抽油机的不同而以不同的方式来探测每个周期的起始位置和接收位置。例如，对于游梁式抽油机，位置探测模块可以探测游梁的角度或者利用微动开关测量游梁到游梁底座的距离。

然而，尽管存在着多种测量方法，发明人出乎意料地发现基于霍尔传感器的位置探测模块在适应复杂环境和易于维护上有着非常出色的表现。基于霍尔传感器的位置探测模块的维护周期比其他方式的维护周期要长十倍至十数倍。

图6A是根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的信号发送器的结构示意图。如图6A所示，信号发送器600包括主体部分601和霍尔传感器部分602。二者之间通过电源线603和信号线604相连。图6B是根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的信号发送器的主体部分的结构示意图。如图6B所示，主体部分601包括无线模块6011和数据处理单元6012。

图7A是根据本发明的一个实施例基于霍尔传感器的位置探测模块的霍尔传感器部分的电路示意图。本领域技术人员应当理解，图7所示的电路仅仅是用于说明目的，并不用于限定霍尔传感器部分的结构。其他的电路结构的霍尔传感器也同样是可行的。霍尔传感器部分700包括霍尔片701。霍尔片701沿Y轴的两边分别连接到电源电压的两端；而霍尔片沿X轴的两端作为输出连接到放大器702的输入。放大器702的输出经过整形电路703整形后，形成一个方波，经OC输出端输出。霍尔传感器部分700还包括一个稳压电路704，其连接在电源电压的两端以保证输出电压的稳定性，以保证测量结果的准确。整形电路703的一个实例是施密特触发器。这样当霍尔片Z轴方向上出现磁场且场强达到某一阈值时，在放大器上形成一个脉冲，经过放大器放大后再经整形电路整形，形成方波的输出信号。

图7B是根据本发明的另一个实施例基于霍尔传感器的位置探测模块的霍尔传感器部分的电路示意图。该电路图是美国AllegroMicroSystem公司的微功率霍尔开关ICA3212的电路示意图。基于A3212芯片可以方便地构造本发明的霍尔传感器。

图8是根据本发明的一个实施例的油井工况测量装置在游梁式抽油机中应用的示意图。如图8所示，油井工况测量装置800包括油井示功图采集装置801，其安装在悬绳器与方卡子之间；和信号发送器802，其安装在游梁底部(或者信号发送器802的霍尔传感器部分安装在游梁底部)。在油井的游梁上与信号发送器的霍尔传感器部分向配合安装有磁体803(一般为永磁体)。当游梁摆动时，磁体靠近或远离信号发送器的霍尔传感器部分。并且，当游梁处于最低点时，触发信号发送器的霍尔传感器部分发出信号。信号发送器802的无线部分收到来自霍尔传感器部分的信号后将该信号以无线的方式发送到油井示功图采集装置801，起始油井示功图采集装置801开始测量该油井的示功图。完成示功图的测量后，油井示功图采集装置801将示功图存储，并将其发送到附近的RTU或DRS804中；从而实现油井示功图的测量和发送。

图9是根据本发明的一个实施例的油井工况测量装置在立式抽油机中应用的示意图。如图9所示，油井工况测量装置900包括油井示功图采集装置901，其安装在悬绳器与方卡子之间；和信号发送器902，其安装在支架靠近皮带的一侧(或者信号发送器902的霍尔传感器部分安装在支架靠近皮带的一侧)。在油井的皮带上与信号发送器的霍尔传感器部分向配合安装有磁体903(一般为永磁体)。当皮带上下移动时，磁体靠近或远离信号发送器的霍尔传感器部分。并且，当磁体与霍尔传感器之间的距离小于预定的阈值时就触发信号发送器的霍尔传感器部分发出信号。信号发送器902的无线部分收到来自霍尔传感器部分的信号后将该信号以无线的方式发送到油井示功图采集装置901，起始油井示功图采集装置901开始测量该油井的示功图。完成示功图的测量后，油井示功图采集装置901将示功图存储，并将其发送到附近的RTU或DRS904中；从而实现油井示功图的测量和发送。

图10是根据本发明的一个实施例测量油井示功图的方法的流程图。如图10所示，测量油井示功图的方法1000，包括在步骤1010，在预先设定的时刻或者安装管理命令，将油井示功图采集装置唤醒。油井示功图采集装置平时处于休眠状态，以节省电量。在步骤1020，信号发生器的霍尔传感器部分探测到磁体接近，并触发示功图起始位置开始和/或结束信号。在步骤1030，油井示功图采集装置测量该油井的示功图。在步骤1040，油井示功图采集装置将所测量的示功图存储，并将其发送到附近的RTU或DRS中，从而实现油井示功图的测量和发送。在步骤1050，油井示功图采集装置进入休眠状态。

图11是根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的应用示意图。如图11所示，本发明的油田管理系统还包括一种便携式油井维护装置1100以方便维护人员现场对油井或者油田工况测量装置进行维护。

图12是根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的结构示意图。便携式油井维护装置包括：微处理器1201、液晶显示器1202、存储模块1203、第七无线模块1204、键盘1205和电池1206。液晶显示器1202与微处理器1201相连，用来显示示功图或者完成相应的功能；存储模块1203与微处理器1201相连，用来存储示功图以及相应的程序和功能数据。第七无线模块1204与微处理器1201相连，并且可以与油井示功图测量装置和/或信号发生器通信，用来接收示功图以及二者相应的设置，发送起始示功图测量的信号等。键盘1205与微处理器1201相连，用于完成相关的输入。电池1206为整个仪器供电。进一步地，便携式油井维护装置还包括USB通信模块1207，其与微处理器1201相连，以方便与计算机通信。

便携式油井维护装置结构紧凑、操作简便、存储量大、运行可靠、能够准确采集油井的示功图和液面信息并将信息传输到计算机中，使操作人员能够在计算机上对数据进行回放和打印。

图13是根据本发明的一个实施例的便携式油井维护装置的面板示意图。结合图11-图13，便携式油井维护装置的操作方法包括：第一，通过便携式油井维护装置与油井示功图测量装置通信，唤醒或启动油井示功图测量装置；第二，现场实时测量位移～载荷的油井示功图；或者下载存储和查看在油井示功图测量装置上存储的示功图；第三，根据油井示功图对油井的工作状态进行分析及诊断，例如计算功图面积、计算光杆功率等。第四，根据油井的工作状态，对油井进行现场维护。

根据本发明的一个实施例，便携式油井维护装置也可以查看位移和载荷采集模块上传感器的状态。

根据本发明的一个实施例，便携式油井维护装置进一步包括一个标定模块用来对油井示功图测量装置中的位移和载荷采集模块进行标定。因为经过一段时间后，位移和载荷采集模块的零点可能偏移。通过便携式油井维护装置可以完成零点的重新标定。根据本发明的一个实施例，标定模块也可以是微处理器上运行的标定程序。通过该标定程序的执行，完成位移和载荷采集模块上相应传感器的标定。

根据本发明的一个实施例，便携式油井维护装置也可以标定压力传感器等。或者更改位移和载荷采集模块上相应传感器、压力传感器等的设置。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (10)

1.一种油田管理系统，所述油田管理系统包括：

一个或多个油井工况测量装置，所述一个或多个油井工况测量装置分别安装在一个或多个油井上测量油井工况，检测油井开停井状态，并将检测到的所述开停井状态发送到远程传输单元，所述油井工况至少包括油井的示功图；

一个或多个远程传输单元，每个所述远程传输单元接收所述油井工况测量装置中的一个或多个所测量的所述油井工况；

服务器，其根据来自所述一个或多个远程传输单元的所述油井工况，确定所述一个或多个油井的运行状态，维护人员或管理者根据所述一个或多个油井的运行状态管理所述一个或多个油井；

所述远程传输单元包括：第一无线传输模块，其与一个或多个所述油井工况测量装置通信；其中所述远程传输单元将从所述一个或多个所述油井工况测量装置接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；

其中所述油井工况测量装置包括油井示功图采集装置和信号发送器，

其中，所述油井示功图采集装置包括：

位移采集单元，其采集位移数据；

载荷采集单元，其采集载荷数据；

第四无线传输模块，其与所述远程传输单元通信；以及

第五无线传输模块，其与所述信号发送器通信，

其中，所述信号发送器包括：

位置探测模块，其探测每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置；

第六无线传输模块，其根据所述位置探测模块所探测的每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置向所述油井示功图采集装置发送信号；

其中所述位置探测模块包括霍尔传感器；

其中对于游梁式抽油机，所述位置探测模块或者所述霍尔传感器安装在游梁底部，以探测安装在游梁上的磁体；以及

其中对于立式抽油机，所述位置探测模块或者所述霍尔传感器安装支架上，以探测安装在皮带或链条上的磁体。

2.根据权利要求1所述的油田管理系统，其中所述油田管理系统进一步包括无线基站，并且所述远程传输单元进一步包括第二无线传输模块，所述远程传输单元通过第二无线传输模块与所述无线基站通信，将所述油井工况传输至所述无线基站，所述无线基站将从所述一个或多个所述远程传输单元接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者。

3.根据权利要求2中任一项所述的油田管理系统，其中所述服务器根据所述一个或多个油井的历史示功图和/或标准示功图对比，确定所述一个或多个油井的运行状态，并产生相应的警报和维护建议。

4.根据权利要求1中任一项所述的油田管理系统，进一步包括一个或多个远程控制单元，所述一个或多个远程控制单元安装在所述一个或多个油井上，所述远程控制单元包括第三无线通信模块和控制模块，所述第三无线通信模块接收来自所述服务器或管理者的管理命令；所述控制模块执行所述管理命令。

5.根据权利要求1所述的油田管理系统，进一步包括便携式油井维护装置，所述便携式油井维护装置包括：

第七无线模块，其与所述油井示功图测量装置和/或信号发送器通信；以及

标定模块，对所述油井示功图测量装置和/或信号发送器进行标定。

6.一种油田管理方法，所述油田包括一个或多个油井，一个或多个油井工况测量装置分别安装在所述一个或多个油井上，所述方法包括以下步骤：

测量所述一个或多个油井的油井工况，所述油井工况至少包括油井的示功图；

以无线的方式接收一个或多个所测量的所述油井工况，并转发到服务器上；

根据所述油井工况，确定所述一个或多个油井的运行状态；

维护人员或管理者根据所述一个或多个油井的运行状态管理所述一个或多个油井；以及

检测油井开停井状态，并将检测到的所述开停井状态发送到远程传输单元；

其中所述测量所述一个或多个油井的油井工况包括测量所述一个或多个油井的示功图，其进一步包括：

探测每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置，并发送信号；

根据所述信号起始油井示功图的测量；

采集位移数据和载荷数据；

其中对于游梁式抽油机，所述霍尔传感器安装在游梁底部，以探测安装在游梁上的磁体；以及

其中对于立式抽油机，所述霍尔传感器安装支架上，以探测安装在皮带或链条上的磁体。

7.根据权利要求6所述的油田管理方法，进一步包括：将所接收的所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；

将所接收所述油井工况传输至无线基站；以及，所述无线基站将所述油井工况通过有线或无线的方式传输至服务器、维护人员或管理者；

其中基于霍尔传感器探测每个示功图周期中的起始位置和/或结束位置。

8.根据权利要求6-7中任一项所述的油田管理方法，进一步包括根据所述一个或多个油井的历史示功图和/或标准示功图对比，确定所述一个或多个油井的运行状态，并产生相应的警报和/或维护建议；

进一步包括在所述警报和/或维护建议未得到及时处理时，升高警报级别和/或通知管理者；

进一步包括预测所述一个或多个油井中某一油井上可能发生故障的部件，并预测发生故障的时间；或者判断所述一个或多个油井中某一油井上可能的故障原因，并确定发生故障的时间。

9.根据权利要求8中任一项所述的油田管理方法，进一步包括执行根据来自所述服务器或管理者的管理命令；

进一步包括利用便携式油井维护装置以无线的方式对测量油井示功图的装置进行标定。

10.一种油田管理系统，包括：一个或多个油井示功图测量装置，其分别安装在一个或多个油井的悬绳器与方卡子之间；

一个或多个信号发生器，其分别安装在所述一个或多个油井上；

一个或多个远程传输单元，每个所述远程传输单元接收所述油井示功图测量装置中的一个或多个所测量的所述油井示功图；以及

服务器，其根据来自所述一个或多个远程传输单元所接收的所述油井示功图，确定所述一个或多个油井的运行状态；

其中响应于每个示功图周期的起始位置和/或结束位置，所述一个或多个信号发生器向相应的油井示功图测量装置发送信号，所述相应的油井示功图测量装置开始测量油井示功图。