基于电功图的皮带式抽油机井工况诊断新模型

为了解决示功图无法判别抽油机井地面设备工况、实时测量和维护成本高等问题,推导建立了基于电功图的皮带式抽油机井工况诊断新模型。根据能量守恒原理和皮带式抽油机悬点运动规律,建立抽油机井地面示功图计算电功图的数学模型。基于该模型,建立11种皮带式抽油机井典型工况下的电功图图版,并对电功图图版进行特征分析和特征值提取,建立基于特征值的电功图工况诊断模型。现场实例计算分析表明:计算得到的电功图与实测电功图基本一致,上冲程平台功率值、下冲程平台功率值和功率曲线的平均相对误差分别为6.32%、7.16%和5.81%;电功图诊断结果与根据示功图进行井下工况诊断结果的符合率为100%,且电功图能够准确地判别抽油机井地面设备的工况。研究结果能提高工况诊断结果的可靠度与诊断范围,为采油系统智能分析和优化决策提供技术支持。     

基于FOA-BP神经网络的悬点示功图反演技术

悬点示功图是判断抽油机井生产状况的有效手段之一，针对目前电参转功图的难点问题，提出了一种基于FOA-BP神经网络的抽油机悬点示功图反演方法。采集测试抽油机电功率并将其转化为光杆功率，将抽油机光杆功率和扭矩因数作为网络的输入参数，通过模型训练消除抽油机结构及平衡参数对示功图反演计算的影响，再经过小波变换去噪处理，完成由电动机功率向悬点示功图的反演计算。对现场160井次实例计算表明，反演示功图与实测示功图吻合度达95.18%。基于FOA-BP神经网络的抽油机悬点示功图反演技术为及时、准确判断抽油机系统井下运行状态提供了理论技术支撑。     

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。     

功率平衡法在油田生产中的应用

抽油机的平衡运行状态是指电动机在上、下冲程中都做正功且相等。电流法判断抽油机平衡由于无法识别负功引起的虚假平衡,不能完全满足油田安全节能生产的切实需要。随着近年来功率法测平衡技术的发展,目前的功率测平衡工具能在判断抽油机井准确平衡状态的同时,根据实测参数对抽油机平衡状态进行综合分析,并给出调整意见,使抽油机的平衡调整更具科学性。2013年5月,应用功率平衡法进行的抽油机平衡调整试验取得了较好的节能效果,且证明功率平衡法也适用于应用变频控制技术的抽油机井。     

抽油机井功率平衡技术探讨

目前在抽油机井管理中普遍采用的平衡标准是"电流平衡",试验证明,真正判断游梁抽油机平衡的标准应是"功率平衡",即抽油机运行过程中,下冲程内电机平均功率与上冲程内电机平均功率相等.抽油机功率平衡既能实现节能目的,又能保证抽油机安全运行.桩西技术质量安全监督中心从2007年7月开始率先在胜利油田进行抽油机功率平衡技术的试验及推广,平均单日节电21.4 kW·h,平均节电率9.90%,取得了良好的节能效果.     

基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型

利用功率曲线数据进行游梁式抽油机调平衡的方法,是对电流法、示功图扭矩法等调平衡方法的补充。随着功率测试的普及,该方法的研究越来越受到重视。分析上、下冲程中曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率与曲柄平衡块位置的关系,结合平均电动机输出功率变化量与曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率变化量的关系,依据上、下冲程中平均电动机输出功率相等的平衡准则,建立了曲柄平衡抽油机平均功率法平衡调整量计算模型。结合现场生产状况,对模型进行说明与应用拓展,进一步提高模型的实用性。实例计算结果表明,该模型达到上、下冲程平均电机输出功率相等的要求,同时整个冲程中的电机均方根功率由9.444 4 k W减小到8.423 7 k W,有利于抽油机节能运行。     

利用抽油机井实测功率曲线预测示功图

本文提出了利用抽油井实测功率曲线计算示功图的方法,并将其应用于实际。实例计算表明,预测示功图与实测示功图基本相符,可以用于分析抽油机井的工作状况。     

有杆抽油系统效率优化方法研究

有杆抽油系统效率是衡量有杆抽油系统性能和管理水平的综合性指标,建立准确的系统效率优化模型是提高抽油机井系统效率的关键。通过对抽油机井系统各部分能耗的分析,将抽油机井效率分为地面效率和井下效率。地面效率以实测示功图为基础,运用较少的参数,解决电机与抽油机的匹配问题;井下效率通过对功率损失的重新分类,以冲程、冲次、泵径、泵挂等生产参数优化组合为基础,提高井下部分的系统效率。通过对现场实际井采取措施前后的对比,系统效率平均提高9.24%。建立的模型具有简便、易操作的优点,精度能够满足现场需要,具有实际应用价值。     

抽油机井智能远程监控器

“抽油机井智能远程监控器”能对抽油机井进行集中控制和自动管理 ,具有实时数据采集、抽油机启停控制、故障报警、油井时率计算等功能 ,还可实时检测光杆载荷、电流和位移 ,并合并成示功图、位移—电流曲线 ,和上位机间的数据传输方式为无线传输。功能可 1对ｎ点进行数据传输及测控。数据检测 :测试抽油机示功图、电流图、最大和最小载荷、最大和最小电流、油井回压、温度、电压、电流、冲次。报警 :出现停机、回压异常、缺相及电流异常、抽油机抽空、曲柄销退扣等情况时报警。控制功能 :远程启停抽油机及井场照明灯。生产数据管理 :自动记…     

基于Gibbs模型的有杆抽油系统泵功图研究

通过数学方法把悬点示功图转化为泵功图,以便准确诊断油井的工作状况,这是一个很有价值的研究问题。首先给出了有杆抽油系统完整的Gibbs模型,包括波动方程、边界条件、初始条件、连接条件,接着对模型进行了求解;通过将一个冲程分为上下两个冲程,给出了波动方程中阻尼系数的迭代公式,只要给出一个阻尼系数的初始值以及悬点示功图和泵功图,就可以对阻尼系数进行求解。利用两口油井的油井参数和悬点示功数据计算了它们的泵功图数据,从而作出悬点示功图和泵功图。然后基于泵功图利用构造的均匀位移法和有效冲程法计算了某油井的日产油量。文章将为推广利用Gibbs模型、求解更符合实际情况的阻尼系数和泵功图的应用提供理论依据。