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。     

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。     

应用工况测试系统进行了井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分，该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测，能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速，扭矩和载荷等参数，并通过优化设计部分进行与理论值对比，从而指导螺杆泵井的维护工作，通过现场应用，取得井下单螺杆泵生产的第一手资料，尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性，目前已在4口井上应用，结果证明了该系统的实用价值。     

有杆泵系统优化设计技术的应用研究

结合中原油田有杆泵采油生产的实际,对电模拟法、常规API RP 11L方法及Rodstar方法等优化设计技术进行了分析。结果表明,Rodstar方法是一种能与实际生产情况完全拟合的系统设计和模拟技术。该方法可根据油井当前的运行参数、生产状况、井底流压变化幅度和流入动态曲线判定油井是否有提高潜力,能定量地分析拟合系统的设备工况,模拟液面撞击以及井被抽空时的状态,并能用于对整个有杆泵系统作定量的经济分析评价。模拟结果与实际生产吻合较好,是迄今为止对有杆抽油系统进行设计、模拟及分析的较为完善的技术。     

有杆泵系统优化设计技术的应用研究

结合中原油田有杆泵采油生产的实际 ,对电模拟法、常规APIRP 11L方法及Rodstar方法等优化设计技术进行了分析。结果表明 ,Rodstar方法是一种能与实际生产情况完全拟合的系统设计和模拟技术。该方法可根据油井当前的运行参数、生产状况、井底流压变化幅度和流入动态曲线判定油井是否有提液潜力 ,能定量地分析拟合系统的设备工况 ,模拟液面撞击以及井被抽空时的状态 ,并能用于对整个有杆泵系统作定量的经济分析评价。模拟结果与实际生产吻合较好 ,是迄今为止对有杆抽油系统进行设计、模拟及分析的较为完善的技术。     

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。     

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。     

某平台电潜泵泵工况系统的智能化改造

电潜泵泵工况仪可以实时记录电潜泵机组运行参数,为油井动态分析及故障诊断提供更多、更直接的数据.由于海上采油平台大多数油井泵工况为后期增加,相关参数只能通过泵工况仪控制屏查看,若需要历史数据分析时,只能通过数据线连接笔记本电脑或插拔存储卡的形式下载、备份,其操作繁琐且经常因数据线、存储卡故障造成数据丢失.针对泵工况仪存在...     

无油管有杆泵井举升工艺设计技术

介绍了无油管采油系统的结构原理,运用节点系统分析方法,建立了一套适合无油管采油抽油机井举升工艺参数优化设计方法,现场应用表明设计方法正确、计算结果可靠,能够满足无油管采油抽油机井举升工艺参数设计要求,指导该采油方式的更好应用.     

采用玻璃钢—钢混合杆柱的抽油系统设计

讨论了玻璃钢—钢混合轩抽油系统的杆柱设计、影响杆柱设计的因素以及在抽油泵与抽油机选择时应考虑的问题.     

铝合金抽油杆柱深抽的初步研究

机抽井深抽是恢复油井产量行之有效的措施,为解决钢质杆深抽时驴头负荷、曲柄扭矩和杆柱应力过大的问题,我国西部某油田提出了使用铝合金抽油杆的设想。本主根据抽油杆柱设计理论导出了深抽杆柱各级下入深度的公式;对不同工艺参数配合下的计算结果进行了对比分析,对铝合金抽油杆柱用于深抽的可行性进行了初步研究。     

煤层气井有杆泵内煤粉沉积的影响因素分析

依据固液两相流理论,建立了煤层气井煤粉在有杆抽油泵内的数学模型,对煤粉在泵内的运动规律进行了分析,通过求解煤层气井有杆泵内固液两相流模型及仿真分析,得到了煤粉颗粒直径、井液的入泵速度及井液中煤粉颗粒浓度等参数对有杆泵内煤粉沉积的影响,利用固体颗粒在泵筒和柱塞间隙的磨损特性,分析了煤粉对有杆泵使用寿命的影响并给出了延长检泵周期,提高泵的使用寿命的措施。结果表明：有杆泵内下端煤粉浓度较大,分布非常不均匀;有杆泵内煤粉颗粒速度分布不均匀,湍流现象比较严重,煤粉颗粒主要沉积在固定阀入口两侧。煤粉粒径越小、井液入泵速度越大和井液中颗粒浓度越小可减少煤粉在有杆泵内的沉积。在排采的过程中通过连续、稳定、缓慢的降压,减少储层出煤粉;合理调节排采系统的冲程、冲次,通过改变泵的排量提高泵入口的流速,可减小煤粉在有杆泵内的沉积,使进入泵中的煤粉尽量排出泵外进入抽油杆和油管环空,以减少煤粉对有杆泵的影响。     

液力反馈型空心杆采油工艺抽油机悬点载荷分析

介绍了一种新型空心杆采油工艺技术，这种技术采用了具有液力反馈原理的空心杆抽油泵。该泵的特点是能有效地减小空心杆的下行阻力，并能增加抽油杆的下行动力。对常规型和液力反馈型两种空心杆采油工艺进行了分析对比。给出了两种工艺中抽油机的最大，最小悬点载荷计算公式。计算出上、下冲程中抽油机的最大、最小悬点载荷，计算示例进一步说明了液力反馈型空心杆采油工艺的优越性。     

加装减载器的抽油系统杆柱设计及节能分析

减载器可通过液压反馈力降低抽油机驴头悬点载荷和抽油杆应力,实现节能采油和小泵深抽。根据静等强度设计准则,对抽油杆杆柱设计线性方程进行改进,使抽油杆杆柱组合的设计计算更加合理,进一步降低悬点载荷,提高抽油杆及地面设备的使用寿命,节约生产成本。     

水平井抽油泵的研制及应用

介绍了三种结构的稠油水平井抽油泵:带液力平衡补偿液缸的水平井抽油泵、带导向功能固定阀的水平井抽油泵、带环形阀的大斜度抽油泵;在阐述抽油泵的工作原理和结构特点的基础上,研究了水平井抽油泵环隙漏失理论计算方法。通过现场试验分析,表明所研制的水平井抽油泵工作平稳、可靠、抽汲效果好,泵效达41%~43%以上。     

基于GM-ELM的有杆泵抽油井故障诊断

为了解决有杆泵抽油井故障诊断问题,提出了基于灰度矩阵极限学习机(gray matrix-extreme learning machine,GM-ELM)故障诊断方法.首先用灰度矩阵对有杆泵抽油井进行故障特征提取;然后用数理统计的方法建立灰度矩阵的特征向量,将故障特征向量作为故障诊断模型的输入值;最后建立GM-ELM模型对有杆泵抽油井故障进行诊断.仿真结果表明该方法与GRNN(general regression neural network)方法、LS-SVM(least squares support vector machine)方法、BPNN(back propagation neural network)方法相比具有更高的故障诊断准确率.     

粘度、凡尔孔径及冲次对抽油系统泵效影响的室内试验

用实验的方法研究了原油粘度、凡尔孔径、冲次对有杆抽油系统泵效的影响．试验采用甘油掺水模拟不同油品的井下粘度，试验装置是笔者自行设计和制造的．通过试验得出了有益的结果，文中提出了确定有关抽汲参数的建议．     

基于数据挖掘技术的抽油机泵参调整DSS决策支持系统

以示功图数据和一些相关的生产数据为研究对象，引入数据挖掘技术，用决策树建立分类模型，建立了一个以泵况分析和泵参调整为目标的DSS决策支持系统。