油田举升设备核心技术的开发

为使潜油电泵能够适应油井井况变化,降低作业费用,通常采用变频器驱动电潜泵,并通过井下监测装置实时上传的工况参数,井下泵的排量和扬程也会随之改变,同时与远程监测系统无缝连接,实现油井的数字化管理。分析了油田举升配套电气仪表产品的相关核心技术,包括变频驱动技术,井下信号检测与传输技术,地面数据远传传输技术,并结合互联网和专家系统开发的人工举升智能控制和故障诊断技术,这些技术对于延长举升设备寿命,提升设备运行效率具有重要作用。     

油井气举-电泵组合举升运行参数的联调优化

为了解决气举-电泵组合举升配产过程中由于低效工况造成的生产不协调问题，通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征，以及相互之间的能量作用关系，建立了气举-电泵举升耦合数学模型。基于节点分析的方法，通过对油井工况进行分析，在此基础上形成了不同配产目标下气举-电泵组合举升运行参数的优化联调方法，给出了不同配产条件下的电泵和气举优化运行参数。计算结果表明，在气举-电泵组合举升系统出现低效工况时，可以利用采集的生产动态数据进行工况分析，结合分析的量化结果在产量变化时进行参数调整决策，科学设计气举-电泵井的频率-注气联调方案，实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作，在不动管柱作业的情况下达到组合举升油井的高效运行。     

三性管理法在塔河油田稠油开采电泵管理中的应用

潜油电泵因其举升能力强、排量大、混配效果好的特点成为塔河油田稠油开采的主要机械举升方式.随着油藏进入中含水阶段,井筒内油水关系更加复杂,变化频率更快,造成井筒内液柱压力、粘度发生相应变化,影响电泵平稳运行,异常频繁.在电泵井日常生产管理中,依托远程实时数据监控,将电流特征曲线与油井生产动态相结合,总结出三性管理法,指导...     

基于稀疏滤波的潜油电泵故障诊断方法

潜油电泵作为一种常见的人工举升装置，由于其强提液能力而广泛应用在海上油田，但海洋环境复杂且潜油电泵故障类型繁多与故障数据匮乏等原因使其在海上油田应用存在着一定的局限性。针对难以有效地在线诊断与定量分析潜油电泵电流信号等问题，提出了一种需要极少超参数调节的稀疏滤波特征提取方法，该方法对多种工况电流信号进行了有效的特征提取与模式识别，得到了一个准确、高效的实时诊断模型，通过对现场数据进行分析，验证了该方法的有效性。实验结果表明，该方法可有效地提取特征并实现海上油田潜油电泵10种故障状态的故障诊断，诊断准确率高达99.1%。随着数据的不断丰富和故障种类的不断完善，可实现更高效、准确的故障诊断。     

基于MATLAB的电流卡片的模拟与仿真

潜油电泵已成为国内外人工举升采油的第2大设备,通过工况分析来及时发现故障,是采油生产的重要保障。目前,在石油开发过程中是由人工根据电流卡片的形状去判断潜油电泵工况。文章以电流卡片为主要依据,根据神经网络的特点和性能以及matlab要求,采用了simulink的建模与动态仿真方法来进行电流卡片的模拟,训练非线性神经元,用BP神经网络完成函数的逼近,解决电流卡片系统模式识别问题。     

深度学习的电泵井产液量动态预测模型

电泵井产量的动态预测对认识油井供排协调、电泵设备工况、改善工作制度、提高产量和节能降耗具有重要指导意义。根据电泵井静态数据、生产动态数据、举升设备的工况数据,利用皮尔逊相关系数分析方法,分析了影响潜油电泵工作特性因素的关联性,根据主成分分析方法(PCA)进行数据降维确定主控参数,并综合考虑了电泵机组设备工况的变化趋势和前后关联性,应用长短期记忆神经网络(LSTM)建立了电泵井产量时序预测模型。利用某油田现场实际数据对产液量进行预测,并与BP神经网络的预测结果相比较。研究结果表明,基于LSTM模型的电泵井产液量预测值与现场实际值高度一致,预测模型拟合效果更好,预测精度更高,考虑因素更全面、应用更方便、结果更可靠,进而为潜油电泵生产的产液量动态预测提供了一种新的方法,为潜油电泵工作制度调整以及合理选泵设计提供依据。     

双电潜泵抽油耦合模型及参数优化

为突破单电泵举升能力的上限,满足深井开采的要求,充分发挥油气井潜能,提出双电潜泵耦合举升技术,通过双电潜泵之间的协调配合,充分发挥双电潜泵的举升能力。通过对油层流入动态、井筒多相流动、举升工艺的运动学及动力学特征以及相互之间的耦合作用关系研究,建立一个双电潜泵抽油耦合数学模型,并以系统效率和产量最大为目标,利用节点分析的方法求解油井供排协调下的双电潜泵生产工作参数。在此基础上,编制了双电潜泵组合举升工艺参数设计软件,通过实例计算,对双电潜泵接力举升系统和单电泵抽油系统的电泵级数、泵功率、系统效率、最大产液量进行了对比分析。研究结果显示,双电潜泵接力举升可以降低单电泵的举升压力从而降低电泵级数和泵功率、提高系统效率;可以充分发挥两个电泵的举升能力,增加油井产量,充分发挥油井潜能,对于深井开采的双电潜泵选型设计具有重要的理论指导意义。     

潜油电泵井的遥测遥控技术

潜油电泵因其结构简单、使用经济、增油效果显著等特点被越来越广泛地应用于原油生产中，但有些泵机组由于运行工况较恶劣而经常出现早期故障。本文介绍了美国壳牌公司最新推出的潜油电泵遥测摇控系统（ＳＳＵＢ），该系统具有数据跟踪、各种工况参数和特性曲线测绘等功能，并能综合分析油井工况参数，为从事潜油电泵进生产的工作才提供准确可靠的技术数据，是一种能够发挥潜油电泵高效性能、可供选择的监控系统。     

渤海S油田气举故障诊断及解决对策

气举采油是一种成熟的人工举升方式,通过向井内注入高压气体将液体携带至地面,具有施工简单、管理方便等特点,实际生产中常因生产波动、工况异常等引起举升低效问题,因此有必要建立相应配套技术体系。针对该问题通过开展成因分析及机理研究,制定了气举故障诊断技术和治理对策,基于节点分析法开展工艺参数评价,为优化气举设计提供了决策依据。现场应用证明举升效率提升明显,最大限度满足了油藏的需求。通过该技术对策可以全面掌握气举井工作状况,对指导气举生产具有重要意义。     

大数据驱动建模平台技术在加氢裂化工艺预测上的应用

随着炼化装置传感器与集散控制系统的普及，基于数据驱动建模技术对生产大数据的分析、模拟，进而指导生产优化、监测预警，日益成为研究应用热点。总结了数据驱动建模方法，包括多元统计过程控制(MSPC)、机器学习(ML)、深度学习(DL)等在炼化流程建模优化过程中的应用；介绍了中海油惠州石化有限公司构建的炼化大数据驱动建模平台，以及基于堆叠自编码器(SAEs)-混合高斯模型(GMM)对多模态工况下加氢裂化生产喷气燃料收率的预测。结果表明：炼化大数据驱动模型对加氢裂化过程预测的准确性优异；与传统数据驱动建模相比，该炼化大数据驱动建模平台实现了无代码建模工作流，建模耗时由传统的7 d大幅缩短为2 h左右，显著提升了建模效率。     

基于系统分析的潜油电泵机组综合诊断模型

将系统概念应用于潜油电泵机组的诊断,将电泵机组分解成3个子系统.结合系统的特点,综合这3个子系统所构成的诊断模型,提出了潜油电泵机组的综合诊断方法.根据系统工程理论,对潜油电泵、潜油电机等井下机组的运行工况、特性、技术参数以及油井地层资料、生产资料、井中流体资料等进行了综合分析,并根据电流卡片、水力实验数据,建立了潜油电泵井下机组综合诊断模型.采用对比测试法,利用电流卡片、井下数据采集及远传技术,计算出井下潜油电机和潜油电泵运行的相关参数.与潜油电泵特性参数相比较,可以实现对潜油电泵机组的综合诊断.     

电潜泵工况仪参数应用实践

电潜泵井动态分析和故障诊断是电潜泵井管理的重要环节,结合电流卡片、生产动态、井史等资料进行工况分析的常规手段往往不确定因素较多。电潜泵井通过安装井下工况仪,可以实现电潜泵机组运行参数的实时记录,为动态分析和故障诊断提供更多、更直接的数据,从而全面准确地进行工况分析,判断故障原因,挖掘油井潜力。通过对电潜泵工况仪记录参数进行深入分析,并根据参数变化所表现出的特征绘制成示意图,对电潜泵井的故障类型进行了分析总结。现场应用表明,该分析方法具有推广应用价值。     

基于位图的潜油电泵卡片特征提取方法研究

~~Research on Pick-up Feature of ESP Recording Charts Based on Bitmap ImagesBian Shaoqi(1988)pattern Recognition,Beijing;Tsinghua University Press, pp. 32-41 Coben, D. J. (1997) Condition Monitoring of Electric Submersible Pump in the Captain Field. Jo…     

基于产生式规则系统的抽油泵故障诊断

以传统方法对有杆抽油泵系统进行故障诊断存在着很多缺陷,需要寻找可替代的诊断方法。基于人工智能领域中搜索推理技术的原理,分析了产生式规则系统的构架与工作机理。对示功图进行特征提取,将特征参数与抽油系统的抽汲参数、井况数据、故障代码、改进建议等存入总数据库。依据18种典型工况的示功图图谱,借助于领域知识与专家经验将计算所得的特征参数按各典型工况逐一比较匹配,制定推理机和产生式规则存入规则库,最终构造出产生式规则系统。从某油田随机抽取10口油井进行诊断测试,与利用BP神经网络的诊断结果对比表明,本文方法诊断结论正确,改进建议合理,该系统可在线运行,自适应性强,有助于提高采油效率、降低采油成本以及实现远程采油控制的自动化、智能化,建立数字油田。图6表3参13     

化工故障诊断自动解释系统的设计与开发

由于化工工业生产中存在着很大的危险性，因此消除危险、减少故障成为当前化工生产中的一个工作重点。近年来，基于符号定向图(SDG)模型的定向仿真研究取得了很大进展，使得SDG成为过程系统故障诊断方面的最有效的方法。介绍了根据SDG模型对化工故障诊断的结果数据，进行设计开发一种计算机自动解释系统，提供了三种解释方法，把化工过程中的故障危险更明显地表达出来。     

QHD32-6油田电泵井憋压曲线模型的设计与应用

为加强QHD32-6油田电泵井管理和有效判断电泵井井下工况,根据电泵井工作原理和井下流体力学理论,结合电泵井结构特征,对电泵井憋压值与时间的变化关系进行论证分析,从而建立了电泵井憋压曲线模型。该模型可绘制并分析不同工况下电泵井憋压曲线及其对应规律。实际应用表明,该电泵井憋压曲线模型(结合其他生产及测试资料)可实现对电泵井井下工况的相对准确分析,为现场施工提供理论依据。     

基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法研究

M型水下跨接管工作环境复杂,容易失效,且缺乏诊断数据,难以进行有效的故障诊断。提出了一种基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法,并开发了一套M型水下跨接管故障诊断试验系统。该试验系统包含加载系统和数据采集系统,实现了对跨接管工作环境的模拟和故障数据的采集。利用ANSYS编写程序仿真,与试验情况进行对比。在此基础上,建立M型跨接管贝叶斯故障诊断网络,完成了对跨接管的诊断试验,效果良好。     

电潜泵井系统效率的仿真模型

建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键,鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性,结合电潜泵井多相流动生产实际,建立了有效功率多相流计算模型,主要内容为:(1)考虑了井液中气体和液体黏度的影响,结合沉没压力和排出压力计算多相流模型,建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型;(2)在多相管路特性研究的基础上,对行业标准推荐的有效功率计算模型进行改进,得到有效功率多相流计算模型;(3)建立了系统输入功率和系统效率仿真模型,并对有效功率和系统效率影响因素进行了敏感性分析。该项研究结果为电潜泵系统优化运行奠定了理论基础。     

变速电潜泵排水采气井数据分析诊断技术

通过对电潜泵排水采气井数据分析诊断技术的研究井结合SC—4数据采集仪在现场的应用，为优化入井设计参数，提高实施的成功率及入井安装质量，加强运行过程中动态实时监测，及时分析机组运行情况，使变速电潜泵排水采气工艺更趋完善。