抽油机远程诊断系统开发

当前油田抽油机控制主要是依据人工观察油井参数来调控抽油机,不能智能地给出诊断结果。系统首先进行油井悬点载荷、位移的远程采集传输。然后对定向井地面示功图基于特征分析进行故障诊断,然后对抽油杆建立三维力学模型,摩擦系数等参数可以根据含水率进行实时动态调整,保证了基础参数的准确性,再次对故障进行确认,提取柱塞的有效冲程,计算泵效。系统采用VB语言编制,实际测试表明,该系统能较准确地判断典型故障模式,合理预测油井产量。     

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。     

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.     

灰色理论在有杆抽油井故障诊断中的应用

针对油田有杆泵抽油井井下故障难以自动诊断的问题，文章提出了基于Matlab的网格法和灰色理论相结合的方法判断泵的工况种类，计算标准和实测示功图灰度矩阵的6个特征值，并建立其数据库及标准示功图特征值的灰关联度，根据灰关联度的大小判断两者之间的相似度，从而识别泵的工况种类。该方法有助于提高采油效率，实现远程采油控制智能化，建设数字油田。     

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.     

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.     

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。     

用玻璃钢抽油杆改善大泵强采抽油系统的工况

以混合杆柱波动方程的求解为手段,分析玻璃钢抽油杆用于大泵强采抽油系统的载荷情况,讨论这类杆柱对油井产量、悬点载荷、杆柱载荷、减速箱扭矩、光杆马力以及水马力的影响,提出用混合杆柱组合可以较好的解决大泵强采中悬点载荷和曲柄扭矩超载的问题．同时,专门对混合杆柱的超行程进行了讨论,指出该杆柱组合选择得当则能发挥玻璃钢抽油杆产生超行程的长处,克服杆柱变形引起的冲程损失,确保油井产液量．还给出了一种与波动方程差分格式具有同级精度的泵处边界条件差分格式．     

有杆抽油系统理论示功图的编制

由于抽油井的工作条件十分复杂，影响抽油井的泵系数的因素也很多，使得反映深井泵系统工作状况的示功图形状变化较大，奇形怪状各不相同。为了便于分析，常在实测示功图上绘制出理论示功图进行对比分析。因此理论示功图就成了实测示功图的解释基础。本文介绍了有杆抽油系统理论杀功图的分析及其绘制，它为有杆泵的工况分析提供了必要的参数。     

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.     

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PVT相态图的凝析气井产出剖面测井解释

 针对国内凝析油气井数量日益增多而配套的动态监测技术却停滞不前的现状,提出凝析气田生产测井产出剖面解释方法。通过分析凝析油气井内流体特性（井筒中气油比大）,传统方法使用受限,提出基于相态图的凝析气井生产测井解释模型及相态变化模型,解释的油、气单相误差8%以内,为实现凝析气田产出剖面解释提供强有力的技术保证,并取得了较好的应用效果。     

植保机械用往复泵示功图测试系统的研究

本文作者根据植保机械用往复泵的特点,在对现有绘制示功图方法分析的基础上,研制了示功图微机测试系统。该系统既能绘制示功图,又能测取数据;既可立即打印,又可软盘存贮;准确、实用、方便、便于分析。通过它可分析和评价阀门工作滞后和漏损、气蚀对泵性能的影响程度,对研制和生产植保机械用往复泵有很大作用。     

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。     

定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建立

考虑井眼轨迹的井斜角、方位角、油液等对杆柱抽汲运动的影响,从定向井的多级混合杆抽油杆柱上选取微元体,对该微元体做动力学分析.建立反映抽油杆柱动态变化的波动方程,作为有杆抽油泵系统故障诊断的初始动力学模型.对整个杆柱采用变步长取样和多级杆柱的分界面处特殊处理,利用有限差分法求解偏微分方程,得到杆柱上分界面处和均质段任意位置处的位移表达式.确定初始条件和边界条件,经差分和迭代计算获得抽油泵柱塞位移表达式和载荷表达式,完成最终的建模.以油田提供的4口油井的相关数据为例,代入诊断模型得到了泵功图并对其进行故障诊断.结果表明:定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建模方法是正确可行的,数学模型应用可靠,能够支持基于知识和基于数据分析的故障诊断方法.     

示功图法计算油井产液量的影响因素

示功图法依据井口负荷和位移传感器数据进行功图分析及产液计算.由于油井实际生产过程复杂,影响示功图及油井产液计算结果的因素很多.从示功图法计算油井产液的理论方法、油井自身数据及地面采集数据3个方面,分析影响油井计量结果的主要因素,指出在实际应用中应注意的问题,以提高示功图法计算油井产液量的准确度.     

多功能抽油机节能控制器的研发

多功能抽油机节能控制装置是集抽油机电机节能、间歇性采油、抽油机变矩平衡节能于一体的抽油机综合节能装置.该装置不仅节能效果好、增加油井的产量,同时能实时地获得泵的"示功图",及时地了解井下工况,便于故障诊断和油井管理.该多功能抽油机节能控制装置是目前油田最有效、最先进的抽油机节能装置,是其它以往抽油机节能装置的替代品.     

重型牵引车空气悬架参数匹配优化

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,获取空气弹簧动特性曲线优化方法,利用ADAMS/Car建立重型牵引车空气悬架以及整车虚拟样机模型,以空气弹簧刚度和减振器阻尼为试验因子,以驾驶员处的加权加速度均方根值函数为目标函数,通过响应曲面法建立目标函数与试验因子之间的关系表达式,获取最优空气弹簧动特性曲线.将优化的空气悬架参数代入到整车模型进行分析,仿真结果表明采用优化后的悬架参数可使驾驶员舒适度得到提高.     

基于动态摩阻的大落差输油管道 不稳定流动模拟

大落差输油管道高程起伏大,压力波动大,易由停泵、关阀等工况引发不稳定流动,导致管道局部压力降低和油品气化,引发弥合水击等现象。为准确预测大落差管道不稳定中流动压力、流量的变化,基于连续性方程、动量方程和能量方程,建立了大落差管道不稳定流动分析模型;结合Brunone-Vitkovsky动态摩阻模型,描述不稳定流动过程中的液体惯性加速带来的附加摩阻损失;采用特征线法和有限差分法求解模型。以某大落差管道中间泵站停泵工况为例,分析基于稳态摩阻与动态摩阻仿真的管道不稳定流动特征。结果表明：在稳定流动工况下,基于稳态摩阻和动态摩阻计算的管道压力、流量参数是一致的,但是在不稳定流动条件下基于动态摩阻计算的压力、流量比稳态摩阻模型值偏低。因此,基于动态模拟方法分析大落差输油管道的不稳定流动,对于提高管道压力、流量等工艺参数的预测精度,制定更加有效的不稳定流动安全防护措施具有重要意义。