基于振动信号分析的电潜柱塞泵故障诊断方法研究

振动信号能够全面反应电潜柱塞泵的运行工况,在电潜柱塞泵的故障诊断中,针对不同工况下的振动信号进行分析尤为重要。提出了一种基于振动信号分析的电潜柱塞泵故障诊断方法,采用改进的隐层神经元数变动的神经网络系统,根据不同情况选择不同节点数,使其达到提高诊断精度及缩短诊断周期的双重要求。对电潜柱塞泵正常运行以及动子不平衡、动子机械磨损运行时的振动信号进行分析研究,利用小波包提取振动信号的能量特征,利用神经网络识别故障。现场试验结果表明,网络训练后实际输出达到允许误差范围,网络测试结果也能与实际状态相对应。该方法能够对电潜柱塞泵进行有效、准确的故障诊断。     

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。     

螺杆泵井生产诊断技术的研究与应用

对当前螺杆泵井的工况分析和故障诊断方法进行了较深入的分析,在此基础上采集并分析油井的扭矩、轴向力、转速、电能参数、产量、动液面等数据,建立起螺杆泵系统诊断模型。利用该模型编制的软件对华北油田135口螺杆泵井进行了系统诊断,取得了良好的效果。现场应用结果表明,该系统诊断模型能够较准确判断实际工况,具有良好的推广应用前景。     

BP网络在液压驱动螺杆泵故障诊断中的应用

由于故障振动指标具有非线性可分的相似性、故障与征兆的关系不确定性等特点,难以有效地进行故障诊断,因此提出了基于BP神经网络的井下液压驱动螺杆泵机组故障诊断网络的设计方法。详细介绍了网络的信号采集、处理和网络训练、诊断的处理。经初步验证,这种故障诊断网络以较强分析功能和直观表现性,为准确、及时地确定液压驱动螺杆泵故障的发生和工况趋势预测,提供了有力的技术支持。该方法还可用于采油机械装置的工况预测和故障诊断。     

悬吊式电潜螺杆泵的研制与应用

针对电潜泵、单螺杆泵和电潜螺杆泵在开发高粘稠、高含砂类油井中各存在着不同的缺陷,开发了一种悬吊式电潜螺杆泵。该泵与传统的电潜泵、电潜螺杆泵等潜没式电泵的结构不同,它是将泵悬吊于原动机组之下。由于原动机组位于油管与泵之间,运行时泵举升的井液必须途经原动机组才能到达油管。特将电动机、减速器、保护器等原动机组部件置于导流套内,并使导流套内周面与电动机等各部件的外周面间形成环形空间,从而解决了井液导流问题。现场应用表明,该悬吊式电潜螺杆泵在低产量(≤30 m3/d)、高含砂油井的适用性和节能方面表现尤为突出,机组运行稳定,启动性能好,各项指标都优于常规电潜螺杆泵。     

螺杆泵工况诊断技术在玉皇庙油田的应用

为了及时发现螺杆泵采油井出现的故障，近几年来，胜利油区玉皇庙油田引进了螺杆泵工况诊断仪，通过现场对多井次监测曲线的分析和对比，总结了几种典型故障井的监测曲线形态，从而可以快速准确诊断发现各种井下问题，并使之尽快维护和恢复生产。     

螺杆泵工况诊断技术在玉皇庙油田的应用

为了及时发现螺杆泵采油井出现的故障,近几年来,胜利油区玉皇庙油田引进了螺杆泵工况诊断仪,通过现场对多井次监测曲线的分析和对比,总结了几种典型故障井的监测曲线形态,从而可以快速准确诊断发现各种井下问题,并使之尽快维护和恢复生产。     

螺杆泵井的远程故障诊断

选择电参数作为螺杆泵井远程故障诊断的参数,以电参数的相关测算值作为神经网络的输入值,建立基于径向基函数神经网络模型的螺杆泵井远程故障诊断系统。拖动电机的电参数测试装置安装在螺杆泵井控制柜中,在测试终端中采用16位混和信号处理器MSP430作为中央处理器,每小时进行一次长达5 min的连续电参数采集,通过GSM通讯模块和无线公网进行数据远传。通过现场使用与诊断实践,证明该系统能够及时发现并诊断出螺杆泵井的运行故障,并且其成本较低,便于推广。     

层次分析法在螺杆泵井故障诊断中的应用

目前螺杆泵井存在故障形式多、诊断困难等问题，制约了螺杆泵采油系统的经济效益及系统效率的提高。为解决这一问题，结合层次分析法和模糊数学理论，提出了一种螺杆泵井层次分析故障诊断法。该方法通过建立螺杆泵井某一故障形式的评价指标体系、构造层次结构、构造判断矩阵以及隶属度函数，求得该种故障形式的评价值。通过对比不同故障形式的最终评价值来判断螺杆泵井真实的故障情况。经实际油井验证，该方法具有一定准确性，对目前油田中螺杆泵井故障诊断、提高螺杆泵井系统效率具有一定的指导意义。     

螺杆泵工况测试技术研究

针对地面驱动螺杆泵井的工况测试诊断问题,研究了螺杆泵井工况测试工艺,开发了螺杆泵井工况测试仪器和新型螺杆泵抽油光杆卡。螺杆泵测试工艺包括工况测试和回放诊断。该方法可不上作业,不影响生产,快速准确地测出螺杆泵井抽油光杆所受的载荷和扭矩,为螺杆泵井工况诊断提供准确可靠的数据。通过现场10口井28井次的测试表明,该技术测试方便快捷,工具简单实用,成功率90%以上、该技术的应用有助于提高螺杆泵井的管理水平,为螺杆泵井安全长效运行提供了强有力的监测手段。     

螺杆泵特性曲线监测系统设计

螺杆泵在油田生产系统中广泛使用,为了避免螺杆泵抽油系统故障造成的经济损失,进行了螺杆泵性能监测系统的设计。螺杆泵性能实验系统按照螺杆泵相关实验标准进行设计。借助于Visual Basic软件,通过采集螺杆泵的流量、转速、转矩等参数数据,从而得到螺杆泵的容积效率和综合泵效,绘制出螺杆泵的工作特性曲线。根据现场的螺杆泵运行情况来看,测试数据和特性曲线能为螺杆泵的生产以及螺杆泵的故障预防提供科学的依据。     

螺杆泵工作特性曲线的数值模拟及应用

通过数值模拟方法定量获得螺杆泵工作特性曲线,评价螺杆泵在不同结构参数、不同工况、不同工作参数下的性能,为选井选泵、优化设计、工况分析与故障诊断提供基础。也是制定螺杆泵工作特性检测标准、评价产品质量、判断油井供排关系是否协调、工况是否合理的主要依据。     

基于小波包和BP神经网络的潜油直驱螺杆泵系统故障诊断

为准确诊断潜油直驱螺杆泵系统故障,提出了一种基于小波包和BP神经网络的螺杆泵系统故障诊断方法。对螺杆泵在不同工况下有功功率进行3层小波包分解,提取小波包特征能量,然后构造小波包特征能量向量,并以该向量作为故障样本对3层BP神经网络进行训练,实现了智能化故障诊断。仿真结果表明:训练的BP网络能很好地诊断潜油直驱螺杆泵系统的故障。     

电潜泵机组可靠性评定

对1993～2000年胜利油田下属10个采油厂电潜泵机组现场故障数据进行了收集与整理,获得了机组寿命统计分布模型;通过对寿命分布特征值和可靠性指标的计算和分析,给出对其中4个采油厂电潜泵机组可靠性的定量评定。通过电潜果机组寿命与其工作参数和油井工作条件等因素的多项式拟合,得到电潜泵机组检泵周期与油井产液量、含水率和泵挂深度的定量表达式,为生产厂家改进设计、用户合理安排检修和科学管理提供了决策依据。     

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。     

基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计

为避免因螺杆泵抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失,设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况,在线测试螺杆泵工作过程中的电流、电压、进出口压力、流量、转矩、转速、轴向力等参数,计算出螺杆泵的容积效率和综合泵效,并绘制出特性曲线。现场应用表明,系统测试数据和性能曲线可为新泵在高泵效区生产和旧泵的科学高效使用提供依据。     

潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统研究

以潜油直驱螺杆泵为代表的无杆举升技术的应用范围越来越广,但是潜油直驱螺杆泵难以检查运行状态,导致运行成本增加。为此,设计了潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统。该系统可监测井下的温度和压力信息,提前发现系统故障,保证系统的正常运转,并为故障诊断提供依据。工况监测系统采集井下的温度压力信号,将信号调制后采用电力载波的方式通过动力电缆将信号传递到地面,并解调显示在地面设备上。试验中井口显示的数据与实测数据误差在1%以内。该系统可以准确监测到井下信号并且可以正确地在井口显示,为潜油直驱螺杆泵的稳定运行提供了保证。     

委内瑞拉Cerro Negro地区奥里诺科油带应用电潜螺杆泵技术举升超重原油

位于委内瑞拉东部奥里诺科河油带的直井和定向生产油井均采用常规机械采油方式,油井选用杆式泵和电潜螺杆泵(PCP),产液量为32～95 m2/d超重原油(原油物性:当地层温度56.1℃时,重度8°API,黏度2 000 mPa·s).1995年以来,水平井钻井技术在疏松砂岩中的应用已日趋成熟,对产液量较高的油井所采取的机采方式逐渐被电潜泵(ESP)技术替代(Ramos和Rojas 2001).近期,技术人员相继将大排量杆驱螺杆泵机组安装在超重原油井内并投入使用.混合机械采油技术中使用的电潜螺杆泵同时具备电潜泵与螺杆泵双重性能.最近,技术人员从经济上可采资源量角度就应用该项技术开发奥里诺科油带油井超重原油的成功效果进行了评价.电潜螺杆泵的功能设计目的是便于泵送黏稠磨蚀性井液,提高排量且降低操作费用.应用该技术的显著优势:不使用抽油杆柱彻底消除了其对油管的磨损,提高了允许传送的扭矩值,降低了地面设备的维修费用,减少了机组所需的栽荷、功率值和机组摩擦损失值.     

地面驱动螺杆泵井工况分析

螺杆泵井运行过程中经常出现杆柱断脱、蜡卡、烧泵等现象.除了螺杆泵产品自身存在不完善之处以外,管理方面的问题也不容忽视.螺杆泵采油各类故障的特性反应和诊断方法与其他采油方式不同,需要采用电流法、扭矩法、特性曲线法等进行综合分析判断.在油井动液面变化、转速高低、加药及洗井周期等方面,分析各种工况的主要影响因素,结合生产实际情况制定合理调整措施,避免在油井运行过程中频繁出现电流增大或发生变频自动保护停机现象.改善杆、管、泵系统工作条件,提高螺杆泵运行时率.收集了螺杆泵现场出现的一些工况种类,利用简单易行方法进行诊断分析,为螺杆泵推广应用提供技术帮助.     

螺杆泵井宏观动态控制图的应用

分析了螺杆泵井的正常工况及杆柱断脱、油管漏失、参数不合理等异常工况。结合大庆油田采油五厂生产实际,以螺杆泵井宏观动态控制图作为工况诊断手段,分析各个工况产生原因、主要特征及预防措施和解决方案,并进行单井、区块和油田的宏观技术控制。现场应用表明：螺杆泵井宏观动态控制图可实现泵工况分析自动化,提高螺杆泵采油系统管理水平及经济效益。