便携式油井示功图测试仪的研制

示功图是分析抽油机与抽油杆工作的重要手段.针对当前采油现场示功图测试设备存在的缺点和未来的发展趋势,提出了基于加速度传感芯片的无绳化、便携式示功图测试仪的设计方案,详细介绍了加速度信号和载荷信号的采集、处理、显示及数据传输等电路的硬件实现,并完成了电池供电与监测、人机交互电路的设计.现场试验结果和分析表明,该测试仪具有较高的测量精度,对游梁式抽油机冲程测量最大相对误差≤2.3%,对皮带式抽油机冲程测量最大相对误差≤1.8%.     

抽油井示功图神经网络识别模型

以专家经验及大量的现场实例为基础，应用模糊数学与人工神经网络技术理论，建立了有限个精选井下示功图和反向传播的神经网络示功图识别模型．该识别系统可初步用于对现场实测示功图进行识别诊断，性能基本稳定，能有效地诊断抽油机的故障类型．     

一种游梁式抽油机示功图测量方法

游梁式抽油机广泛应用于石油开采工作中.针对游梁式抽油机工况的诊断存在不能兼顾准确性与可靠性的问题，提出了一种新型游梁式抽油机示功图测量方法.该方法根据抽油机的机械结构和运动学公式计算出抽油机单个工作周期内的位移数据，保存至云端服务器.利用加速度传感器和载荷传感器，同步采集抽油机的加速度数据和载荷数据.通过对加速度数据进行均值滤波处理，截取出单个完整周期内的载荷数据，并上传至云端服务器，采用云计算绘制出抽油机示功图.实验证明，该方法优于现有的方法，具有精确度高、可靠性高、易于安装维护、成本低廉的优点.     

一种新型滚筒式抽油机试验特性研究

为了保证抽油机的长冲程、低冲次的运动特性,提高换向系统寿命和可靠性,降低运转噪音,研制了一种新型滚筒式抽油机。针对该抽油机进行模拟加载试验,试验在理想化有杆泵采油的条件下实时采集悬点载荷与位移信号,并将采集的试验数据进行曲线拟合处理得到泵示功图,通过分析抽油机泵示功图,分别给定抽油杆配重负载和电机频率,研究了不同条件下抽油机运动规律的光滑性和无冲击性,使得抽油机泵示功图曲线趋于平缓,以此来获取抽油机最佳匹配的平衡配重和冲次,达到抽油运转稳定和节约能耗的目的。通过试验验证了该方法的准确性以及抽油机传动换向系统和平衡系统的可靠性,为抽油机模拟加载特性研究的型式试验提供了新思路,具有一定的参考价值。     

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．     

抽油机井系统动态实时分析模型

针对传统示功图测试方法的不足,根据电机直接转矩控制理论和抽油机运动学、动力学原理,建立抽油机井系统动态实时分析模型.该模型根据油井实测电流、电压计算电机的输出扭矩,结合抽油机动力传递过程和减速箱的平衡原理,计算减速箱的净扭矩和油井负荷扭矩,根据抽油机的扭矩因数,计算得到光杆示功图.实例分析表明,油井电参数测量是一种高精度可靠的测量手段,利用所建模型计算得到的扭矩曲线及示功图与现场实际资料吻合较好,很好地反映了抽油机井的运行状况,可实现油井系统动态实时分析.     

抽油井示功图神经网络识别模型

以专家经验及大量的现场实例为基础，应用模糊数学与人工神经网络技术理论，建立了有限个精选井下示功图的反向传播的神经网络示功图识别模型，该识别系统可初步用于对现场实测示功图进行识别诊断，性能基本稳定，能有效地诊断抽油机的故障类型。     

抽油机液压伺服加载试验装置的系统辨识

为能模拟抽油机的真实负载并使试验现代化和简单化．笔者设计了一种用计算机控制的抽油机的液压伺服加载试验系统．文中介绍了当液压伺服加载到抽油机上时，使用伪随机二位式序列辨别系统，找到比较理想的参数模型，给出ｍ序列和ｍ序列响应，通过相关分析法，设计出最优输入信号，从而成功地解决了力和位移两个参数的同步控制，实现了将输入示功图按负载的悬点位置严格的对应关系，方便、准确地将载荷加到抽油机悬点上，达到了较高的精度等级．     

抽油机井示功图量化分析与应用

研究了示功图、动液面与抽油机平衡半径、功率、效率以及油井产量等之间的相互关系;建立了利用地面示功图计算油井产量、动液面、效率等的数学关系模型;并编制了计算分析软件,利用该软件可以方便地根据地面示功图的相关资料计算动液面深度、产量、效率等参数,为解决抽油机井生产动态参数测试困难的问题提供了有效的方法.     

基于物联网的抽油机参数分析与故障诊断

为提高抽油机故障诊断效率,构建了以物联网技术为基础并结合采油机故障诊断算法的专家系统。通过示功图对抽油机进行特征描述,进而对其进行故障诊断,并以图示方式进行直观展示;将井下泵功图作为基本分析资料,通过载荷位移传感器对抽油井地面示功图进行探测。仿真结果表明:(1)采用井下泵功图对抽油机工况诊断结果更加准确;(2)本文所构建的系统故障诊断准确率高,识别速度快,具有一定实用性。     

基于双馈式异步电机的内燃机测功机的研制

测功机为内燃机试验的重要设备，用于测试其转矩及油耗。介绍了一种新型的交流电力测功机的构成方案，应用双馈式交流异步电机作为测功发电机，同时兼具电动起动及冷磨功用。通过测量电机的电磁功率及角速度来间接测算电机转矩。系统运用了单片微型模糊控制技术，使该新型测功机能自动运行，可大大提高劳动效率，从而有可能取代非自动的测功机并将得到广泛的应用。     

基于八链码形状匹配的抽油机井地面示功图凡尔开闭点识别

示功图凡尔开闭点的精准识别对抽油机井工况诊断、功图计产具有重要意义。针对目前示功图凡尔开闭点识别研究局限性,结合大数据环境下抽油机井生产特点,为进一步提高示功图凡尔开闭点识别精准性和实用性,提出一种基于八方向链码形状匹配的抽油机井地面示功图凡尔开闭点识别方法。首先对理论示功图和凡尔开闭点物理表示意义进行分析,用自定义的八方向链码对预处理后的地面示功图进行轮廓提取,再建立形状匹配库,在设定的迭代次数内进行轮廓光滑和链码压缩直至形状匹配成功,最后根据匹配形状定位规则定位凡尔开闭点。应用该方法对胜利油田某区块1650个地面示功图进行凡尔开闭点识别,并将定位的凡尔开闭点运用于60口抽油机井11种工况的识别,基于该方法的识别效果比已有的基于四方向链码多边形近似凡尔开闭点识别方法提高了近1%。结果表明精确识别凡尔开闭点有利于提高抽油机井的故障诊断率和产液量功图计算精准率,从而验证了该方法的有效性。     

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。     

一种新型涡轮空气动力测功机

本文阐述一种新型涡轮空气动力测功机的结构、工作原理及试验结果.该测功机采用摩擦阻力最小的空气静压轴承作为两个测量机构的摆动轴承,能同时分别测出涡轮发出的功和涡轮增压器损失的机械功.在压气机出口采用了简便的挡环节流结构,在压气机进口引入了增压空气,因此大大扩大了涡轮流量的测量范围.     

基于模糊PID的发动机试验台测控系统

将模糊控制和PID控制结合起来运用于发动机试验台测控系统中,确定了模糊控制规则,并建立了发动机—测功机传动系统动力学模型,利用MATLAB/Simulink对发动机的转矩、转速进行了仿真研究,结果表明:控制精度较高、动态响应快、超调量低,较好地解决了试验台控制的稳定性及测量的实时准确性问题。     

非晶态合金贴片磁测法在支柱载荷测量中应用

对利用TM—M型的Fe基非晶合金薄带，采用贴片的方法进行液压支柱载荷的测量进行了研究。论述了这种间接磁测法的基本原理,设计了相应的测试系统，并通过对单体液压立柱的实测试验，证明这种间接磁测法比直接磁测法具有更高的测试灵敏度和准确性。另外,还对影响测试灵敏度的因素进行了分析。     

轧辊车床尾座测力传感器的研制

针对国内轧辊车床尾座测力机构易出故障这一问题,研制出一种电阻应变式传感器测力装置。该弹性元件采用空心轮辐式结构,用数显表显示力的大小。经试验,此测力机构承载能力大、灵敏度高、结构紧凑并且使用方便。     

平衡式电力测功机的测试精度分析

本文根据计量学的一般原理明确地给出了电力测功机的精度定义.从电力测功机的力矩平衡出发,分析了影响其测试精度的各种因素,提出了提高扭矩测试精度的措施和标准力矩的设计原则,介绍了静态标定和动态标定方法及其实际应用的结果。