基于改进型模糊神经网络的抽油机节能控制器

为了解决抽油机拖动电动机长期处于“相对轻载状态” 的问题,采用电动机启停间歇控制方案,并提出了改进型模糊神经网络模型。该模型利用神经网络的学习功能划分输入空间,抽取删除置信度低的语言变量值和规则,确定模糊规则后件结构,不断增添、修改、删除知识数据库中的控制规则,使系统具有很强的自适应能力。将此模型及其学习算法合理简化后,主要利用微处理芯片的精简指令所编制的软件来加以实现。基于该思想开发的抽油机节能控制器在国内各大油田使用表明,控制系统工作可靠,抽油机启停时间合理,在保证采油量的前提下,节电率达30％以上,实现了控制的智能化。     

新型智能间抽技术在超低渗油田中的应用

目前,超低渗透油井普遍采用控制抽油机间歇式启停的方式来抽汲原油,通常是由人工制定间抽启停时间并定时启停抽油机采油。针对油田间抽现状,本文设计了一种抽油机智能间抽设备,以控制抽油机合理间抽为主要任务,从而实现减轻采油人员的工作量,减少油井事故,并达到节能不减产。该智能间抽设备采集示功图数据并以分析其面积为间抽控制依据,动态地选取抽油机间抽标准和停机时间,运用对比优化的方法,合理地控制抽油机启停,使其工作效率尽可能最大化。     

抽油机井智能间抽控制装置

随着油田原油的不断开采,老油田的低产井越来越多,油井空抽的现象也越来越严重,合理地控制抽油机的开机时间与停机时间长度,可以达到节电和减少抽油机磨损的目的.通过对抽油机井智能间抽控制装置现场试验,认为抽油机智能间抽控制装置工作原理可行,使用后效果明显,效益可观.同时,该系统具有防盗声光报警和数据远传功能,在油田生产中具有很大的发展前景和推广价值.     

新型气动黄油枪

使用压杆式黄油枪把润滑脂注入到游梁式抽油机润滑部位,工人劳动强度大,停井时间过长,严重影响了采油时率.胜利油田孤岛采油厂根据医用注射器原理,研制了气动黄油枪,大大缩短了游梁式抽油机润滑保养时间,提高了采油时率.该装置结构简单,加工成本低廉,现场应用取得了良好效果,具有一定的推广价值.     

PK系列抽油机节电控制器及应用

文章论述了PK系列抽油机节电控制器的工作原理、结构组成及主要功能，分析对比几种类型的抽油机节能装置的优缺点和节能效果，给出了该节电器在河南油田的应用情况。现场应用表明，该系统工作稳定，节电效果显著，在抽油机节能改造工程中具有良好的应用前景。     

华北油田采油五厂油井自动监控与节能

为实现油井自动监控与节能,减少产量损失和提高工作效率,在高耗电油井的治理、能耗分析、远程启停井及优化生产参数等方面,应用了自动化监控系统及开发的系列管理软件,取得了显著的经济效益. 2 01 1年,利用该系统在华北油田采油五厂开展了抽油机功率平衡率调整工作.调整后平均功率因数由0.68上升至0.77,平均功率平衡率为90.3％,平均单井日节电15.8 kWh,平均节电率8.2％,达到了较好的节电效果,为其他油田节能提供了可借鉴的技术支持.     

游梁式抽油机节电问题的仿真研究

在我国采油成本中电费一项所占比例较大,而其中游梁式抽油机是用电大户。尽管许多节电措施都有自己的节电效果,但由于其负荷是一个大小和正负方向变化的电功率,很难用普通方法得到正确的计算结果。德国西门子公司的电力系统仿真软件（ＮＥＴＯＭＡＣ）是一个电磁过渡过程的仿真软件。现文利用实测的的运行电流,对游梁式抽油机节电问题进行了仿真研究,给出了电机在正常工作情况下的各电量波形,计算了损耗大小,并提出了用双向可控硅控制线路电流来节电的办法,为今后解决该问题作理论准备。     

配套节能工艺技术在油田生产中的应用

大庆喇嘛甸油田经历了由低含水到高含水的采油过程,在此过程中采用了减少无效或低效循环水量和降低注水,采油和集输等系统单耗的工艺技术和配套装备.在注水方面,采用分压注水,更换注水泵机芯,注水站微机巡控技术,安装磁化器、污水化学处理等技术;在抽油机井方面,采用节能型抽油机、使用联组窄V带,使用高转差电机,新型四功能节电箱、防喷盒、磁防蜡器、合理组合采油管杆,优化设计方案等;在电泵井方面,采取优化设计方案、调节放气油嘴,使用高压无功补偿控制器,降低启动装置等;在集输方面,通过在原油中加入冷输荆冷输、采用变频调速技术,安装磁降凝降黏装置,对输油系统效率进行分析等,节能效果显著.     

抽油机节能技术的集成应用

在油田的生产开发过程中,游梁式抽油机是广泛应用的采油设备。主要分析研究了抽油机节能技术现状,对河南油田第一采油厂推广应用的节能电动机、节能抽油机、变频节电装置等6种抽油机节能技术的应用情况进行了总结与对比,用以指导实际生产中采取何种最优的抽油机节能技术对抽油机进行改造,以实行降本增效。     

节电的抽油机“1＋1”平衡法

2012年,河南油田采油一厂江河油矿采油六队创新推出抽油机“1＋1”平衡法,使抽油机平衡度合格率指标明显得到提升,节电效果十分明显。为进一步满足原油上产需要,该矿采油六队员工孙爱军、方皓等人针对当前原油生产存在的问题,积极开动脑筋,根据抽油机平衡度不能满足油井实际生产需要的状况,对这一技术性生产难题展开攻关,研制出“在抽油机游梁平衡块基础上可加载的装置”的“抽油机‘1＋1’平衡法装置,既节约了能源,又提高了工作效率。     

基于模糊PID控制的节能型复合液压缸式抽油机设计

针对液压抽油机在使用过程中存在高耗能、低效率、换向不平稳等问题,采用恒功率可调变量泵的控制策略,设计了一种采用蓄能器回收能量的复合液压缸式抽油机。在AMESim中搭建了系统模型,并通过模糊 PID 控制优化了抽油杆速度特性曲线。仿真结果验证了恒功率控制策略的可行性,蓄能器能够节能48%,抽油杆换向速度波动超调量由原来的20.6%降到2.94%。     

抽油机变速运行智能控制技术深化研究与应用

探究了抽油机合理的下冲程时间比,建立了多控制目标与自寻优相结合的抽油机井变速运行智能控制模型;应用功率峰值平衡度与功率均值平衡度,提出了判断抽油机井平衡度的新方法,解决了峰值电流法因反向发电而无法准确判断抽油机井平衡度的问题,实现了抽油机井平衡度的实时监测与调整;设计了前端控制与后台云端分析相结合的变速运行控制方案,弥补了抽油机变速运行智能控制技术井况适应区间狭窄,控制策略可变参数单一的局限性,拓展了井况适用范围,取得了良好的节电、增油效果。     

游梁式抽油机的智能化改造

在保留游梁式抽油机优点的基础上,采用变频调速、可编程控制和电力电子等高新技术将游梁式抽油机改造成为智能抽油机。智能抽油机主要由变频控制系统、传感器、异步电动机和游梁式抽油机等组成,可根据油井工况自动调节运动特性,从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求。试验结果表明,智能抽油机可根据油井工况无级调节冲次和上下冲程速比,使油井供排液系统达到动态协调,泵充满度明显提高,启动电流接近抽油机正常工作时的最大电流,功率因数由使用游梁式抽油机时的０３～０５上升到０９以上,具有明显的增产、节能效果     

潜油往复式抽油机研究及其故障诊断

潜油往复式抽油机是针对“三低”油藏、大斜度井研制的无杆采油设备,在国内已有小规模试验应用,节能效果显著。开展潜油往复式抽油机结构、原理和运动规律研究,建立举升过程理论模型,提出潜油直线电机优化设计方案、基于功率曲线监测的故障诊断方法、新型低成本固体化学防蜡方法及工艺、玻璃钢敷缆复合连续油管技术等一系列措施。应用效果表明:潜油直线电机及其控制系统推力输出能力明显改善,电机柔性启停、驱动,整机振动明显降低,整套工艺的可靠性有效提升; 实时故障监测及诊断系统能够及时预警油管结蜡故障,有利于探索合理的清防蜡方案; 新型低成本固体化学防蜡方法及工艺有效降低了结蜡速率; 玻璃钢敷缆复合连续油管技术的提出及试验为下一步科研攻关指明了方向,对油田生产和科研有一定实际意义。     

抽油机智能运行控制系统

目前国内油田经过多年的开发，很多采油井产液量逐年下降，中低产井供液不足的现象越来越严重。油井供采不平衡的问题，是机采井耗能大、效率低的主要原因。从解决供采关系的核心问题出发，研发基于电器控制器件和数字化技术的新型抽油机智能运行控制系统，在不引入高成本传感器和不进行复杂现场改造的情况下，根据采集的抽油机电参数据特征自动调控抽油机生产参数，实时保持油井在合理流压下生产，发挥油井最大产能，提升机采系统的系统效率。现场试验11口井，通过应用抽油机智能运行控制系统，平均液面深度上升36 m，平均日产液量提高2.22 m3，系统效率提高2个百分点。该系统提高了机采系统智能化水平、节约能源消耗、减少维护工作量，对提升信息化管理水平、降低机采系统运行成本具有重要的意义。     

基于PLC的无游梁长冲程抽油机变频控制系统

根据目前石油资源开采的特点,设计了基于PLC的无游梁长冲程抽油机变频控制系统。该系统以PLC为控制核心,采用机电一体化设计,使所设计的抽油机具有冲程和冲次可调、节能、载荷大、适应性强和可靠性高等特点。现场实际测量数据表明,该类型抽油机特殊的电动机运行方式使其应用于稠油或聚驱油井的举升具有明显的优势,整体效率达60%,远远超过传统抽油机,且运行稳定,具有广阔的应用前景。     

游梁式抽油机变速运行节能效果评价

抽油机变速运行技术应用于国内多个油田,对其效果的评价也不一致。基于抽油机变速耦合运行理论建立了数学模型,并对其"节能降载"效果进行了综合评价和分析,结果表明:变速运行技术可以降低电机功率和电机扭矩,降低减速箱扭矩和悬点峰值载荷,但是"超冲程"现象不明显,泵载荷增加;变速运行技术能够较好地适应冲程、冲次、沉没度的变化,但是在平衡效果不好的情况下会出现"超扭矩"的不利因素,尤其是当变速运行曲线的初始相位角有偏差时,会严重影响整个抽油机系统的综合工作性能,造成无法启机或突然停机。     

井况自适应抽油机的研制

为了满足油田高效低耗采油的需要 ,研制了JZC系列井况自适应抽油机。这种新型智能抽油机采用先进的开关磁阻电动机调速技术和微机控制技术 ,可以根据井况实现冲次的自动调节。介绍了抽油机的机械结构、智能控制原理及其运动规律。现场试验证明 ,这种抽油机运行可靠 ,平衡精确 ,冲程损失小 ,示功图平稳 ,接近于理想状态 ;能够在一定范围内自动调节冲次以适应井况的变化。试验数据表明 ,这种抽油机系统效率可达到 4 8 0 % ,与试验油井原用游梁式抽油机相比实际节能 4 4 4 6% ,增产效果明显。     

塔架式数控抽油机运动学及动力学特性分析

塔架式数控抽油机的传动效率高、冲程长、易于调平衡,且能实现抽汲参数无级调整,节能效果显著。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了悬点速度、加速度、位移计算公式。根据力矩平衡原理,建立了减速器扭矩计算模型。通过实例计算,并与常规游梁式抽油机相关参数对比,分析了其运动学和动力学特性。为塔架式数控抽油机—深井泵系统配置合理生产参数提供理论支持。     

基于功率传输比的抽油机井地面效率计算新方法

针对抽油机井生产优化时电机输入功率较难精准计算,造成电机匹配不合理、生产成本增加、载荷利用率低以及地面效率低等问题,基于抽油机井地面设备运动过程中能量传递特征分析,以抽油机地面功率损失模型及悬点规律为基础,引入功率传输比,并基于实时监测数据的最小二乘法推算,建立了基于历史数据挖掘的地面效率理论计算新模型。经现场11160井次数据的回归分析与2790井次数据的精度检验,理论计算新模型的平均相对误差为5.37%,比传统经验模型平均相对误差减少了6.34百分点;并以G管理单元23口油井进行应用分析,新模型输入功率的平均相对误差为9.51%,与传统经验模型和分节点计算模型相比,其精准度分别提高了1.62百分点和3.18百分点。研究成果可为油井生产优化时精确计算电机输入功率以及合理选择电机型号提供指导。