特种有杆抽油方式的设计与综合评价

研究了特有种杆抽油方式优化设计与综合评价的理论模型，给出了地面驱动单螺杆泵的选择方法及电热杆和空心杆热流体循环抽油参数的确定原则，并编制了相应的软件，应用结果表明，该模能够很好符合现场，为高凝，高粘油田采油方式选择提供了科学手段。     

有杆抽油系统波动方程的精细逐步积分法

在钟万勰提出的结构动力方程精细逐步积分的基础上,给出了求解有杆抽油系统抽油杆运动波动方程的精细逐步积分法,分别用此方法和其他已有的方法对特定的算例进行了计算,结果表明,此方法结果更准确,且耗时明显减少。     

有杆泵抽油系统最优化设计的研究

运用离散最优化的理论和方法优选了有杆泵抽油井的抽汲参数,包括:冲程、冲次、泵径和下泵深度。在优化设计中,将下泵深度作为一个变量,使计算更加精确。分别建立了以检泵初期产量、综合技术指标和经济收益为目标函数的三种数学模型,并且编制了有杆泵抽油井优选抽汲参数的软件。此软件有助于充分挖掘油井潜力和对油井进行科学化管理。文中对优选实例进行了分析和讨论。     

数学描述抽油系统故障时抽油机示功图

抽油设备的工作状况反应在示功图上。由于抽油井的情况较复杂,使实测示功图的形状各不相同,增加了故障分析的难度,分析容易出错。针对这一问题,分析了抽油机采油系统出故障时的示功图。对16种故障的典型示功图形状特征进行数学描述,得到了出故障时示功图特征;对特征相近的功图,给出了结合油井参数进行判断的方法。从而为从示功图的数据上直观且快速准确地判断抽油设备的工作状况提供理论依据。     

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。     

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。     

根据地面示功图对有杆泵故障自动诊断的理论研究

本文把模式识别方法与有杆泵抽油井的三维振动方程结合起来,提出了一种直接根据地面示功图对有杆抽油井井下故障进行自动诊断识别的数学模型,并进一步证明了该模型解的存在性和唯一性,这为直接利用地面示功图自动诊断有杆泵抽油井故障提供了理论依据。     

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.     

基于悬点示功图的油井产量动态测量技术研究

针对油井有杆抽油系统无法实现产量连续监测的问题,提出了基于悬点示功图油井产量动态测量方法：首先,基于悬点示功图建立泵示功图模型,然后根据泵示功图计算泵有效冲程,最后动态计算油井实时产量．应用该方法对两口油井的产液量进行了计算,相对误差分别为5．93％和6．87％,研究结果表明,该方法计算较为准确,可以为油井产量动态监测提供参考．     

有杆抽油系统故障递阶诊断的故障分辨研究

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,即首先在故障分辨
阶段根据正常（或平稳状态）样本的统计规律把示功图分为故障类和非故障类;然后采用基于示功图的有杆抽油系统
故障识别的搜索树方法,对故障样本进行故障类型的识别。它提高了故障诊断系统的故障诊断性能,且不需要建立和
求解有杆抽油系统力学模型,也不存在训练集问题,并能反映出有杆抽油系统自身的基本特征。故障分辨过程包括：
在训练阶段,t 检验剔除异常数据后,通过X2拟合优度检验确定样本的随机分布形式及其参数,进而计算出正常区域
和故障区域;在分辨阶段,根据测试样本是否有特征量落入故障区域来判断其分类。实例表明故障分辨过程能从大量
的数据中筛选出故障样本,分辨的正确率比较高;训练样本的统计规律能反映油井实时的生产状况。     

特种有杆抽油方式的设计与综合评价

研究了特种有杆抽油方式优化设计与综合评价的理论模型，给出了地面驱动单螺杆泵的选择方法及电热杆和空心杆热流体循环抽油参数的确定原则．并编制了相应的软件。应用结果表明，该模型能够很好地符合现场，为高凝、高枯油田采油方式选择提供了科学手段。     

有杆抽油系统诊断方法研究与应用

以有杆抽油系统动力学行为分析为基础,将基础理论研究和应用技术有机地结合起来,建立了考虑悬挂系统弹性的直井和定向井有杆抽油系统诊断模型,研究了基于B/S（Brower/Server）模式的有杆抽油系统故障诊断方法,利用Internet技术和Web技术开发了相应的软件系统, 通过浏览器即可实现对有杆抽油系统快速、准确的故障诊断,并给出了诊断算例,诊断结果验证了该系统的有效性。基于B/S模式的有杆抽油系统故障诊断对避免井下作业的盲目性,提高系统效率,降低采油成本,实现油田企业信息化和提高油井的科学管理水平具有重要意义。     

故障工况下有杆泵采油系统运行特性及示功图研究

根据井液进出泵筒速度及泵筒内井液压力变化规律分别建立正常工况、气体影响、漏失影响和供液不足等工况下的泵阀运行特性模型,并与杆管液动力学模型进行耦合,形成故障工况下有杆泵采油系统的仿真模型及对故障工况下的有杆泵采油系统运动特性的仿真分析。结果表明:仿真结果与现场实测地面示功图具有良好的一致性且预测产液量平均误差低于6%,验证了故障仿真模型的准确性;碳纤维混合杆柱相对于钢杆采油系统示功图载荷绝对值较小,加载和卸载线较长,谐波个数较少且平滑;气体影响、游动阀漏失会减小加载完成时抽油杆柱的谐振,供液不足、气体影响和固定阀漏失会加剧卸载完成时抽油杆柱的谐振;基于该故障仿真模型可获得碳纤维抽油杆等新型抽油杆故障工况下的示功图图库。     

定向井有杆泵抽油系统数学模型的改进

通过对有杆泵抽油系统进行井身曲线的空间分析,运用空间解析几何原理,求得相邻单位元的轴向夹角,在此基础上进行节点受力与位移的动力学分析,建立了有杆泵抽油系统的修正模型。并以马岭南 29-11(1993/11/09)的井身曲线为例,计算对比了模型与传统模型的区别,结果表明方法简单易行,也没有计算量的显著增加,且可以极大地提高计算精度。     

有杆抽油系统的数学建模及诊断

基于第九届＂华为杯＂全国研究生数学建模竞赛C题,本文建立了有杆抽油系统的模型。首先,利用四连杆机构原理推导出有杆抽油机悬点的位移、速度及加速度的运动规律;其次,对具有初值及边界条件的Gibbs模型求解,利用其解得到两口油井的泵功图;最后,建立检验泵内有无气体的充满系数模型,进而分析了实际泵内的充气情况。     

提升有杆泵采油系统效率的方法研究

随着油藏开发的不断进行,油井产能受到地质特征、油藏管理、采油工程、生产维护等多方面影响,从较长的时期看是一个动态的变量,合理地选取采油工艺的直接决定着油田开发效益。本文结合油田生产工作实际,着重分析了影响机械采油有杆泵系统效率的主要因素,提出了提高系统效率的方法。     

有杆采油系统实验教学平台

针对有杆采油系统教学存在的课堂教学抽象,现场实习人身安全无保障,实习费用高、时间长等缺点,研制了有杆采油系统实验教学平台。该平台主要由抽油机、抽抽泵、供气系统、供液系统、示功仪和实验台等6部分组成。可演示抽油机和抽油泵的实际工作原理,通过示功图判断井下事故,进行洗井作业训练,分析各抽油机的特点及节能效果,寻求抽油机采油节能增效的方法等。利用该实验教学平台,使现场实习室内化,是实验教学的好助手。经教学验证,效果显著。     

在井斜60°以上井段实现有杆泵抽油

常规球阀类有杆抽油泵在井斜角大于42°时,球阀的工作稳定性将会消失.随着定向井、水平井的广泛应用,在井斜60°以上井段实现有杆泵抽油成为当前急待解决的问题.文中介绍了一种用于大斜度井抽油泵的结构及工作原理、论述了泵阀及弹簧的设计原则、推导了扶正器合理配置间距的计算公式.对乐安油田稠油热采60口水平井的现场使用跟踪分析表明,由于泵挂加深,沉没度加大,应用后平均日产液由19.6 t上升至48.2 t,日产油由6.4 t提高到15.0 t,产出液温度由46 ℃上升到53 ℃,泵效由20.2%提高到54.6%.