泵示功图的凡尔开闭点位置研究

针对有杆抽油系统的泵示功图识别及产液量计算问题,以地面示功图为基础,结合抽油泵的工作原理,借助泵示功图,研究一种能较为准确定位抽油泵游动、固定凡尔开闭点的方法,并用其确定以任何形式呈现的泵示功图的凡尔开闭点位置.实际数据检测结果表明,该方法能够满足抽油井产液量计量的要求.     

基于Hessian正则化多视角学习的抽油机井工况识别新方法

针对大数据下抽油机井采油生产系统特点以及目前抽油机井工况识别研究中存在的问题,为进一步提高抽油机井工况识别精准率和工程实用性,提出一种基于Hessian正则化多视角学习的抽油机井工况识别新方法。首先通过先验知识和专家经验,选择实测地面示功图、电功率和井口温度信号3个视角并进行特征提取,然后利用log损失函数建立Hessian正则化多视角logistic回归工况识别模型,最后采用交替优化算法求取最优解并进行分类识别。应用该方法对胜利油田某区块11种抽油机井典型工况进行识别,其识别效果分别比传统的基于实测地面示功图、实测电功率及特征连接多源识别方法提高了2.4%、11%和13.8%,而在少量标记训练样本下该方法识别效果更优,从而验证了该方法的有效性。     

基于形状上下文匹配方法的有杆抽油系统故障诊断

针对复杂的井下工况,全面而有效地提取泵功图的细节信息在有杆抽油系统的故障诊断中至关重要。提出基于形状上下文匹配方法来诊断抽油泵的故障。通过抽油杆柱的波动方程将抽油机悬点示功图转化为泵功图;采集泵功图的轮廓点,并利用形状上下文对轮廓点进行描述。计算待诊断泵功图和故障泵功图之间任意两点的匹配代价值,获得代价矩阵。采用回溯法在代价矩阵中搜索最优匹配点集,获得泵功图的匹配代价值,进而诊断出抽油泵的故障类型。结果表明:新方法的诊断结果与实际情况相同,验证了本文中方法的有效性;基于形状上下文匹配方法的匹配代价值的最小对比度明显增大,可以提高故障诊断结果的可靠性。     

泵示功图单井自动量油技术研究

以井下泵示功图为基础,结合油井工况自动诊断技术,通过封闭曲线的曲率确定有杆抽油系统深井泵的游动阀、固定阀的开启点和关闭点,从而提出了有杆抽油系统单井自动量油的理论及其数学模型.经油田现场实测资料验证,以该理论为核心的泵示功图单井自动量油技术计算的产油量与实际产油量的平均相对误差为8.93%,最大相对误差为20.26%,最小相对误差为0.07%,相对误差在15%以内的井占85.71%.因此,利用该方法中封闭曲线的曲率来确定泵示功图的4个凡尔开闭点的方案是可行的,用于有杆抽油系统的单井自动量油具有实际的工程应用价值,该技术已应用于游梁式有杆抽油泵采油井自动监测系统中.     

基于电功图的抽油机井工况诊断模型

针对目前缺乏典型工况特征的电功图图集而导致电功图资料无法被充分应用、采油生产系统实时工况诊断难等问题,考虑曲柄实际角速度、四连杆的惯性、摩擦等因素,推导基于光杆示功图的电功图计算模型,建立13种油井工况下的典型电功图特征图集和基于特征值的电功图工况诊断模型,并编制工况诊断软件。经现场5口油井功图计算检验,结果表明:实测电功图与计算电功图的上、下冲程功率峰值、功率的极差、平均功率的平均相对误差分别为1.74%、3.89%、2.96%、1.74%。经现场6口油井电功图的工况诊断检验,该井下工况诊断结果与示功图诊断结果一致,表明基于电功图的抽油机井工况诊断模型准确率高,能为抽油机井采油系统智能分析和优化决策提供技术支持。     

基于稀疏自编码神经网络的抽油机井故障诊断

针对传统示功图识别方法对抽油机井进行故障诊断存在人工选取示功图几何特征,识别准确度低等问题,提出一种基于稀疏自编码神经网络的示功图智能识别模型。采用无监督学习方式的稀疏自编码器构建特征学习网络自动提取无标签示功图训练集图像特征,然后采用有标签示功图训练集对softmax分类器进行有监督训练,最后通过稀疏自编码神经网络对学习到的有标签示功图测试集特征进行分类并给出故障诊断结果。结果表明,将稀疏自编码神经网络应用于示功图识别,测试准确度能够达到99.44%,优于其它分类模型。稀疏自编码神经网络直接从像素层面提取所需要的特征,不需要人为选定设计特征,为提高示功图识别准确度提供了帮助,进而解决了抽油机井故障难以准确诊断的难题。     

基于不变矩的示功图故障诊断方法研究

以抽油机井示功图为例,提出了基于不变矩的示功图故障诊断方法。首先对示功图进行二值化和细化处理。接着计算示功图不变矩。最后将不变矩作为特征向量来诊断抽油机井的故障类型。结果表明,该方法可以有效地分析出抽油机井的常见故障。     

基于CNN卷积神经网络的示功图诊断技术

抽油机井示功图能够直接反映油井生产运行的情况,对其进行分析和研究是进行油井工况分析、参数优化最直接、最有效的手段。通过对油井参数及示功图进行数字化描述,结合卷积神经网络技术,建立示功图诊断模型并开发计算程序,实现对抽油机井工况的智能诊断。测试结果表明,该模型对供液不足、气体影响、偏磨、盘根紧等常见工况的诊断识别正确率达到89. 3%,具有较高的诊断精度,为油井工况分析和生产优化的有效技术手段。     

基于轮廓形状分析的纱识别方法

提出了基于轮廓形状分析的图素识别方法，该方法克服了轮廓矢量匹配识别算法的缺陷，提高了纱识别的完整性。轮廓形状分析还被用于字符串与图线粘连下的字符串提取。     

泵示功图量油应用研究

本文把抽油机井抽油泵作为容积量油器,以理论示功图为基础,通过封闭曲线的曲率确定有杆抽油系统深井泵的游动阀、固定阀的开启点和关闭点,从而提出了有杆抽油系统单井示功图量油的理论及其数学模型。通过抽吸参数计算每冲次抽油泵的理论产液量,依据柱塞泵示功图的特征对泵内液体的充满程度、气体影响、漏失等进行校正,进而计算出单井的产液量。利用示功图检验产液量操作方便、快捷且直观,准确可靠。     

基于功图的油井动液面计算模型及应用

针对油井动液面实时监测困难和基于地面功图推算误差大的问题,以油井地面示功图为条件,运用一维带阻尼波动方程求解泵功图;并研究了泵功图曲线各点的曲率计算模型、固定阀和游动阀开闭点确定方法以及泵功图上下冲程载荷差的计算方法。结合井筒及环空流体压力分布计算相关式,建立了基于泵功图计算动液面深度的数学模型。经51口油井的计算分析,计算动液面深度与实测动液面深度的最大相对误差为14.84%,最小相对误差为0.48%,平均相对误差为3.61%;相对误差在10%以内的有48口,占计算总井次的94.1%。研究结果表明所建立的计算模型具有较高的精度,能够实现了油井动液面的实时、准确计量,提高了油井生产分析的及时性,有利于油田数字化和信息化建设。     

运用标准误差法识别泵功图中游动阀的开闭点

针对现有的功图中游动阀开闭点识别技术存在的不足,提出了一种新的识别方法。该方法给出了一种新的泵功图分区方法,缩小了游动阀开、闭点的寻找范围;建立了中值去噪模型和平滑去噪模型,有效地消除了噪声的影响;首次提出了基于标准误差法(SE)的游动阀开、闭点计算模型,利用同类数据间变化量小而类与类之间数据变化量大的数据结构特性和标准误差法的统计特性,达到了准确提取泵功图中游动阀开、闭点位置的效果。实例验证结果表明:该方法不仅可准确提取泵功图中游动阀开、闭点的位置,而且其提取精度较之曲率法识别算法和斜率法识别算法有较大的提升。     

抽油井地面示功图的回归分析

运用多元统计分析理论，结合理论研究成果和现场实际经验，对在抽油井现场收集的实测示功图进行了回归分析，给出了一种在正常稀油抽汲工况下预测示功图的方法．计算结果表明，这种方法预测出的几种具有代表性工况的系统效率均在现场实际公认的取值范围内，该方法可应用于抽油机的动力优化设计和分析．     

稠油井闭式热流体循环井筒温场计算与抽油杆柱设计

采用数值解法求解稠油井闭式热流体循环井筒温场.提出了改善循环效果的措施.采用节点分析法计算抽油杆柱内的应力分布,根据抽油机、杆工作条件评价热流体循环井筒降粘效果,提出了稠油井抽油杆柱设计步骤,对几种常用抽油杆柱设计方法进行了评价.     

有杆抽油系统故障递阶诊断的故障识别研究

有杆抽油系统工况极其恶劣,发生故障的概率较高。针对有杆抽油系统的特点及其故障诊断目前存在的问
题,提出基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法,该方法分为故障分辨和故障识别两个阶段,在基于示功图的有
杆抽油系统故障递阶诊断法的第二阶段故障识别阶段,从故障机理入手,在故障分辨的基础上,将正常样本的统
计信息与搜索树相结合,建立起有杆抽油系统故障识别的搜索树,对故障样本进行故障类型的详细识别。通过实例和
多种典型故障示功图,包括严重故障,验证了该方法能有效识别出有杆抽油系统的单个故障和组合故障。     

基于标准误差算法的油井工况识别技术研究

抽油机示功图包含了大量的采油设备状态、采油工艺和采油工况的多维信息特征。如何精确地、快速地、方便地识别这些重要信息对指导油井设备的安全可靠运行、采油工艺的改进、实时监测采油工况具有非常重大的现实意义。提出了基于标准误差算法的油井工况识别方法,并建立了标准误差匹配算法的数学模型。首次提出匹配算法和图形差异程度具有关联性的论点,并对标准误差算法和经典匹配算法的可靠性进行了详细的对比研究,研究结果表明标准误差匹配算法和图形差异程度具有极高的关联性,并且标准误差算法的可靠性要优于目前广泛应用的经典匹配算法。通过对大量示功图的识别表明,基于标准误差匹配算法具有非常高的识别可靠性。特别是对微小差别的示功图具有极高的识别精度。     

定向井有杆抽油系统井下耗能分析

针对现有抽油系统井下能耗计算公式难以确定杆液、杆管间摩擦耗能的缺陷,提出一种比较精确的分析方法。首先,对杆管间库仑摩擦力以及杆柱各节点的弹性运动速度进行了计算;其次,对抽油系统中库仑摩擦力、粘滞阻尼力以及盘根盒摩擦力在一个抽油周期内的耗能进行了分析,并根据悬点功图计算出一个抽汲周期内井下输入功,进而对井下效率进行了计算;最后给出了计算实例。计算结果表明,杆柱弹性运动速度引起的粘滞阻尼力耗能不能忽略。     

固定锥形阀特性参数及流动特征的仿真分析

固定锥形阀应具备良好的水力特性以满足管线系统中不同工况的调流和消能要求,以DN1200锥形阀为研究对象,利用计算流体力学(computional fluid dynamics,CFD)方法分析不同开度下的稳态工况及开、关阀过程的瞬态工况,通过对比流量系数、流阻系数、排放系数、汽蚀系数、消能率等阀门特性参数及套筒闸的动静态不平衡力和阀内流场分布等,全面分析了固定锥形的水力特性。结果表明,流量系数和排放系数具有较好的线性特性,其过流能力随开度增大而线性增加。流阻系数和消能率曲线的变化趋势相同,小开度时对水流的流动阻碍和能量损耗作用明显,开度增大后流阻系数和消能率迅速减小。汽蚀系数表征实际工况中的汽蚀可能程度,在设计流量工况下,各开度对应的汽蚀系数呈抛物线变化趋势。另外,由于流动和启闭同在轴向,故套筒闸主要受到轴向的不平衡力;稳态不平衡力与水流方向相同,而开关阀过程的瞬态不平衡力均与水流方向相反,且关阀力略大于开阀力。最后,分别以各开度下的压力、流速、湍动能和湍流耗散率等流场分布对固定锥形阀的流动规律进行说明。