有杆抽油系统井下能耗研究

随着有杆抽油系统能耗问题的日益尖锐和研究的不断深入,从系统能耗角度确定有杆抽油系统的损失功率虽然有了很大进展,但还存在很多的缺陷。针对该问题归纳总结了有杆抽油系统井下损失功率的计算方法,分析并指出了存在的缺陷,如:解波动方程的方法求取杆液摩擦损失比较复杂,而且依赖于各区块的摩擦阻尼系数,不便于推广应用,而现场数据回归公式求取杆液摩擦方法需要大量实测数据,工作量大,也不利于推广应用。为此提出了新的井下损失功率计算分类方法,推导了以井筒流体为对象的杆-液、管-液能耗计算模型。该模型既能满足能耗计算精度要求,又进行了适当的近似简化,为从计算角度确定有杆抽油系统效率提供了理论支持。     

有杆抽油泵气体压缩效应对系统效率的影响

从有杆抽油泵泵功率与实际泵效的关系入手，分析了有杆抽油井中抽油泵腔内气体的压缩效应是造成有杆抽油井系统效率低的主要原因，并推导出了相应的计算公式。通过举例计算，说明泵腔内气体的压缩效应对泵效损失影响很大。     

有杆泵抽油系统常见井下故障分析

针对胜利油田有杆泵抽油系统井下设备故障问题，进行了有杆泵抽油系统井下设备故障综合调查。指出地层开采条件，井身结构，井下设备的运输、储存、加工制造工艺及设计工艺,配套工艺措施，操作管理因素等是有杆泵抽油系统井下设备失效的主要原因。并在此基础上提出了相应的改进措施及设想。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统能耗进行理论分析和实际测量的基础上，对有杆抽油系统在运行过程中的理想状态下，实际生产状态下的电机、皮带－减速箱，四连杆、盘根盒、抽油杆、抽油泵、油管等各部件能量损失进行计算与对比，建立有杆抽油系统能耗分布规律，论述了有杆抽油系统能耗大，效率低的影响因素，根据有杆抽油系统的运行特点，提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测研究

根据能量法原理,建立了有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测模型。通过几何分析确定了抽油杆与油管的最大磨损深度计算方法,并编制程序进行了计算,得出在摩擦因数、磨损效率、摩擦行程相同的情况下,杆管柱的磨损量和最大磨损深度主要与正压力有关。该模型可用于有杆抽油系统中杆管柱的磨损量预测,不仅为较好地预测井下杆管偏磨情况提供了理论依据,同时对采取及时有效的防偏磨措施具有指导意义。、     

斜井有杆抽油系统动态参数预测模型隐式差分解

基于斜井抽油杆柱微元体受力分析．综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构和井下摩擦力，建立了斜井有杆抽油系统工况预测数学模型．给出了预测模型的上下边界条件、初始条件、连续性条件与数学模型隐式差分格式。实例计算表明．这种基于隐式差分解的数学模型能够准确预测斜井有杆抽油系统动态参数。     

柔性(连续)抽油杆柱模型的建立

有杆抽油系统行为振动分析是在已知机—杆—泵系统和井下泵工况的条件下 ,对系统各部分的静态和动态特性进行分析 ,以便对该系统参数及各部分进行设计计算和选择。本文对柔性采油系统的行为预测技术进行了研究 ,指出在柔性杆已进行过工艺预处理后 ,该系统的行为预测可以按有杆抽油系统的预测方法进行。     

有杆泵抽油系统地面损失功率计算方法的探索

系统分析了有杆泵抽油系统地面抽油机的能量损耗和电机能量损耗的发生规律，指出造成各部分损失功率的因素，并给出计算地面损失功率的公式。     

有杆抽油泵气体压缩效应对系统效率的影响

从有杆抽油泵泵功率与实际泵效的关系入手,分析了有杆抽油井中抽油泵腔内气体的压缩效应是造成有杆抽油井系统效率低的主要原因,并推导出了相应的计算公式。通过举例计算,说明泵腔内气体的压缩效应对泵效损失影响很大。     

提高有杆泵系统效率途径及方法

有杆泵采油是江汉油田油井生产的主要形式，随着油田规模的不断扩大，有杆泵抽油井越来越多，其绝大部分仍是以电机作为动力，但由于各种因素的影响。其运行过程中系统效益特别低，小于40.0%。通过对影响有杆泵系统效率的各种因素进行了分析。提出了改进的办法，并通过生产实践，取得了良好的经济效益。     

靠水运转的有杆泵抽油系统

目前，油价不断攀升，有杆泵采油的动力成本也在连续升高，为了降低有杆泵采油成本，美国Deluge公司开发成功一种天然能量发动机，并据此研发成功了一种靠水运转的有杆泵抽油系统。     

提高有杆泵系统效率的技术思路与对策

本文以增效降耗为目标，阐述了开展提高有杆泵系统效率的重要性和迫切性，确定了其研究思路、研究内容及技术关键，并从提高系统效率的现果和途径入手，找出了提高系统效率的难点，认为关键是要提高井下系统效率，通过分析前人在优化设计方面的优缺点，提出了以有杆泵井下系统效率为目标的优化设计思路，并首次将抽油井优化设计、抽油井井下工况诊断、宏观控制图和系统效率控制图等方面的技术有机结合在一起，形成有杆泵采油的宏观痴情分析技术路线，较好地适应油田以经济效益为中心、降低生产操作成本的需要。因此，本文所形成的技术理论和方法对青海油田提高有杆泵井系统效率、降低生产成本必将产生重要作用。     

基于C/S模式的有杆抽油系统仿真与故障诊断

在有杆抽油系统仿真与优化软件SimuRod的基础上,分析了有杆抽油系统的数学模型,开发了一套基于C/S模式的有杆抽油系统软件。应用该软件不仅可对有杆抽油系统进行仿真计算、对抽油泵进行故障诊断,而且可通过网络提高油田数据利用率和工作人员效率,弥补了传统有杆抽油系统软件的系统化和网络化的不足,这对于降低采油成本和提高油井的科学管理水平具有重要意义。     

有杆抽油系统通用数学模型研究

针对定向井有杆抽油系统,在井眼为平面曲线的情况下,给出了描述抽油杆柱横向和纵向振动以及管柱有纵向振动并耦合液柱振动的数学模型,讨论了有杆抽油系统几种主要数学模型间的关系。对于模型描述的杆柱、管柱、液柱振动的偏微分方程组给出了特征变换,转化成对角方程组,使问题的数值计算方法得到了简化,从而给出了有效解法。新的数学模型适用于有杆抽油系统的预测、设计以及抽油系统故障诊断的模式识别。     

人工神经网络有杆抽油系统故障诊断专家系统

基于人工网络有杆抽油系统故障诊断专家系统是将人工神经网络与传统专家系统的相结合的智能诊断系统，把传统的基于符号的推理变成基于数值运算的推理，以提高专家系统的执行效率并解决其自学习问题。将大量由专家解释过的有杆抽油的泵示功图进行数字化和规范化处理后作为训练样本对人工神经网络进行训练并建立诊断知识库。实时采集待诊断井的泵示功图并做数字化和规范化处理，调用知识库，用人工网络进行故障识别和推理变成基于 解     

有杆抽油泵效率的校核与计算

有杆抽油泵效率用实际排量与理论排量的比值计算，由于实际计量的误差，使实际排量的准确性不高，而使有杆抽油泵的效率与实际情况产生很大的偏差。根据有杆抽油泵的杠杆原理，以实测静载示功图为基础，得出实测静载示功图与理论静载示功图的做功面积之比作为校核有杆抽油泵效率的计算公式，就克服了以排量为基础计算效率的误差。通过对６０口井的计算表明，其平均误差为３．８８％，最小误差只有０．３７％，最大误差为１８．６３％     

有杆抽油泵耗能分析

有杆抽油泵有其独特的优越性，然而有杆抽油泵耗能较多、系统效率低下。活塞对泵腔内气体的压缩效应是造成有杆抽油井系统效率低下的主要原因。在供采平衡的条件下，寻找冲次与活塞面积乘积的极小值，是现场提高机采效率的经济有效方法。本文对此进行分析。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统进行能耗分析的基础上,找出了其能耗分布规律。地面设备的损失主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失;井下设备的损失主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水力损失,它们不同程度地反映出地面或井下设备的运行状况。根据有杆抽油系统的运行特点,并考虑影响有杆抽油系统能耗的因素,提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

有杆抽油系统泵功图计算的一种快速递推法

在抽油杆柱波动方程分离变量法的基础上,将矩阵递推技术与三角级数递推技术相结合,提出了有杆抽油系统故障诊断技术中计算泵功图的一种快速算法,这种方法不仅适用于单级抽油杆采油系统,同时也适用于不同材质,不同杆径抽油杆组成的抽油系统,这种方法利用三角级数递推技术解决了用分离变量法求解过程中反复调用三角函数占用较多计算机时间的问题,把调用三角级数的次数降到了最低,节省了运算时间;利用矩阵递推技术解决了级次抽油杆不同杆材或不同杆径抽油杆联结处的力与位移的连续条件,同时简化了运算过程中大量中间参数的计算,并使整个方法的推导过程简便直观,为批量进行有杆抽油系统故障诊断的泵功图计算提供了技术途径,经“有杆泵抽油系统工况自动诊断软件”在新疆油田实际应用表明,该方法的运算速度快于目前的其他算法。     

定向井有杆抽油系统动态数值仿真与预测

在建立定向井有杆抽油系统的预测数学模型时 ,计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦 ,同时考虑了实际泵况对系统的影响。在系统非线性运动微分控制方程的解法上 ,为提高精度和速度 ,采用隐式有限差分形式表述同级抽油杆柱的非线性运动微分控制方程 ,而对不同杆柱级间边界节点的非线性运动微分控制方程采用变单元的显式有限差分表示 ,组成定向井动态参数预测数学模型的差分方程组 ;运用迭代法求解此差分方程组 ,得到系统各截面及悬点的示功图 ,进而计算系统的各动力学参数。开发软件计算结果表明 ,该软件的预测结果与实测数据吻合 ,预测精度和速度都得到提高