非接触式螺杆泵特征参数传感器及采集系统

鉴于采用电流法对螺杆泵采油必备的转矩、转速、轴向力等特征参数只能进行间接计算,因受电网影响存在误差较大和不能反映轴向力等缺点,从延长传感器使用寿命出发,利用非接触式信号传输技术研制了螺杆泵采油专用转矩、转速、轴向力传感器。该传感器采用电阻应变光电脉冲原理,输出的频率信号与特征参数成线性关系,其配套采集诊断系统通过信号采集仪串口数据传输技术,实现与计算机通讯,笔记本电脑实现井场实时数据采集及故障诊断。     

地面驱动螺杆泵变频调速技术研究与应用

在采油过程中，螺杆泵的各种故障都会引起光杆转矩、转速、轴向力的变化，在驱动头上实时检测这些数值的变化规律，对采油系统工况诊断、抽油杆柱强度校核、杆柱受力分析、油井参数、采油工艺等具有重要作用。阐述了地面驱动螺杆泵变频自动调速闭环控制系统的构成和工作原理，研制了非接触式转矩转速轴向力传感器，并在泽70断块56口井进行了现场试验，结果表明，达到了增产节能，提高系统效率等目的。     

螺杆泵井光杆受力法工况诊断技术

地面驱动螺杆泵采油系统通过井口光杆连接抽油杆向井下泵传递动力,光杆承受着垂向拉力和扭矩,受力状况复杂,螺杆泵采油系统的工况在光杆受力上必然有一定反映。通过建立光杆受力测试系统,可以实时测试螺杆泵油井在起动、运行和停机过程中光杆所承受的垂向拉力和扭矩。研究了测试数据与螺杆泵采油系统工况的对应关系,对典型工况的诊断方法进行了分析,包括:抽油杆断脱、定子磨损、油管漏、泵和油管脱、扭矩偏大等。通过对油田数百井次诊断,诊断结果正确率高于90%,说明通过光杆受力监测和分析实现螺杆泵井工况诊断是一项值得深入研究的技术。     

商河油田螺杆泵井工况诊断技术应用研究

为了诊断螺杆泵采油系统工况，建立了光杆受力测试系统，可以实时测试光杆所承受的垂向载荷、扭矩。通过对商河油田多口螺杆泵井在启动、运行和停机过程中光杆所受力的测试与分析，实现了螺杆泵井工况的监测与诊断，提高了螺杆泵采油井的管理水平。     

螺杆泵采油系统自动测控仪

螺杆泵是近几年在我国石油生产出现的一种新型采油机械。由于在石油生产过程中,地下情况复杂并难以检测,因此有时会发生传动杆扭断的恶性生产事故,研制开发的以８０Ｃ５５２为核心的螺杆泵采油系统自动测控仪,采用非接触式传感器和霍尔元件以及设计的仪器软件,可对螺杆泵工作时的电流,传动杆的扭矩,电机转速,泵杆转速及井口产液量进行实时测量,并实时监测螺杆泵的工作状态,对可能发生的危险情况及时发出报警信号或自动关断     

基于电参数的螺杆泵杆管偏磨预判研究

针对螺杆泵采油中存在的杆管偏磨问题,建立了基于电参数的抽油杆偏磨分析模型。通过模型分析发现:抽油杆扭矩和轴向力的变化都能反映工况的变化;抽油杆扭矩与沉没度正相关,与油管半径负相关;当扭矩和轴向力发生变化时,抽油杆的偏磨程度就会发生变化,该变化会在电流和有功功率参数中反映出来。结合现场故障井数据分析得出:有功功率对工况变化的敏感性强,尤其对中小驱动装置或电机轻载情况,比电流具有更强的反映工况变化的能力;当抽油杆磨断时,电流会有一定程度降低,而有功功率则产生明显突变;含蜡量、转速和沉没度偏高所引起的杆管偏磨监测曲线的变化趋势与基于电参数的抽油杆偏磨模型的分析结果一致。根据研究结果,提出用自动调速功能控制沉没度波动;通过控制系统自动调整螺杆泵转速的方法改变液面深度,使杆管磨损程度大幅度降低;应用自动连续监测方法确定螺杆泵井的合理热洗周期,从而预防含蜡量偏高所引起的杆管偏磨。      

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。     

螺杆泵采油抽油杆柱动力学研究

螺杆泵采油抽油杆柱断脱事故严重制约了螺杆泵采油技术的应用.以螺杆泵采油抽油杆柱微元段受力分析为基础,根据力学平衡原理建立抽油杆柱动力学波动方程.采用有效差分法对波动方程进行数值离散,并给出了波动方程求解的定解条件,得到了描述抽油杆柱动力学波动方程的数值解.实例计算表明,抽油杆柱受到的扭矩和轴向力均随深井的增加而减小,扭矩和轴向力的最大值均发生在井口.     

螺杆泵井电参数法工况诊断技术

通过测量得到地面驱动螺杆泵电机的工作电流、电压和功率因数等电参数，采用考虑电机内部损耗的计算方法，得到电机的输出轴扭矩，经换算得到光杆扭矩。根据光杆扭矩与采油系统工况之间的对应关系，进行故障诊断。该方法测试数据操作方便、快捷，可不停机进行测试与诊断，且有较高准确度。根据诊断理论，编制了相应的工况诊断软件。     

浅析螺杆泵扭矩随工况变化的规律

螺杆泵采油技术应用力度在油田中逐渐加大，在日常的生产管理中就要求有一套及时、有效的井下故障诊断系统，随着扭矩测试系统的发展，扭矩法由以往的辅助作用提升到了相对有效的独立诊断作用，运用螺杆泵扭矩的变化规律，对螺杆泵井下工况判断提供了有力的指导作用。     

钻机远程在线监测及故障诊断系统研究

为了实现对野外钻机的有效监测,提前预防设备故障的发生,开发了钻机远程在线监测及故障诊断系统。介绍了系统的工作原理及总体构架,给出了各个子系统的硬件配置和功用说明,描述了系统实现的主要功能,如振动、温度等数据采集与存储、仪表和电控状态监测、数据的远程在线传输、振动信号分析和智能故障诊断。该系统以钻井现场为采集平台,将计算机技术、传感器技术、信息融合技术、远程通信技术、数据库技术与设备诊断技术相结合,实现钻机主设备的全运行周期的监测与管理。该系统监测模块灵活方便、通信模块安全可靠、诊断模块功能强大,可满足分散钻机远程在线监测及故障诊断的需求。     

采油车自动监控系统的硬件设计

针对目前油田采油车自动化程度低和局部操作不方便等缺点, 从更好地控制采油车的整个工作过程出发, 开发了一种较先进的采油车自动监控系统。该系统可实时显示起下载荷、深度、速度; 使用霍尔传感器可测得滑轮转速; 利用单片机可计算得到下入深度或上升距离; 通过使用应变测量技术测得钢丝绳的张力, 可计算出载荷大小。控制箱是该系统的核心部件, 它与气控执行部分相连, 可实现对刹车、离合器的控制, 并能根据各使用方所要求的不同参数, 更改程序相关参数, 实现对采油车的灵活控制。     

水平井产出剖面测试技术现状及发展建议

水平井产出剖面测试技术作为油气井动态监测的一种重要方法,能够深化地质认识,优化开发方案,提高单井产量,起到油气田开发降本增效的作用。当前水平井产出剖面测试主要有生产测井技术、分布式光纤监测技术及智能示踪剂监测技术,3种技术在测试原理、测试工艺和资料解释方面各不相同,具有不同的适用条件和优缺点。对3种技术的测井仪器现状、光纤传感器种类、智能示踪剂的发展、测试工艺及资料解释方法等进行了回顾和综述,对相关技术的适用性及优缺点进行了比较和分析,并提出了对应的发展建议。通过对水平井产出剖面测试技术现状的梳理及适用性分析,以期为油气井动态监测方法的优选及水平井产出剖面测试技术的进一步研究提供参考。     

旋冲钻井破岩力学模型的研究

旋冲钻井技术可有效提高硬地层、易斜地层的机械钻速。以弹性力学、波动理论和冲击动力学为基础，采用室内试验和力学理论相结合的研究方法，建立了旋冲钻井破岩力学模型。在该模型的建立过程中。首先根据冲击器的工作原理，结合冲击动力学，对旋，中钻井中冲击动载作用下的破岩过程进行了简化；假设岩石为弹性介质，根据弹性力理论，分析了轴向力和剪切力作用下岩石的受力状态；对在室内进行的载荷侵入深度曲线的试验结果进行分析，得出岩石所受外栽荷与侵入深度成一定的线性关系；结合波动理论，分析了冲击动栽作用下岩石的应力状态。建立的破岩力学模型对旋冲钻井的进一步发展具有重要的现实意义。     

管道轴向导波检测技术

为了推动管道轴向导波检测技术的发展,介绍了电磁超声导波检测技术在圆柱管道检测方面的应用,在近年来管道轴向导波检测技术研究的基础上,对管道轴向导波检测技术做了系统的阐述,重点分析了轴向导波的频散特性,以及近年来采用电磁超声传感器激发轴向导波的基本原理和设计方法,指出扭转导波无频散的特性在检测上具有重要意义。最后提出了管道轴向导波无损检测技术目前存在的问题及进一步的研究发展方向。     

机械式无线随钻测斜仪在深井超深井中的现场应用

机械式无线随钻测斜仪是胜利钻井工艺研究院研发的一种适用于直井及直井段的新型测斜工具。该仪器具有使用方便、测量时间短、受温度影响小等优点,对提高钻井速度、降低钻井成本等具有重要意义。该项技术成果已得到现场推广应用,至今已在中国石化胜利油田、中国石化南方勘探公司、中国石化西北分公司、中石油塔里木等油田的30多口井使用,取得了良好的效果,受到现场的好评。文中对测斜仪在深井、超深井技术服务期间的使用情况进行了分析与讨论,总结完善了现场测量的施工工艺,为今后在深井、超深井中现场测量提供参考。     

钻井参数仪微机化多通道多功能接口

文章剖析了用单片微机8031及其支持芯片构成的钻井参数仪微机化接口。该接口由模拟量输入转换电路,脉冲量输入接口、增益可程控放大器、A/D转换器、I/O光电隔离器、中断控制器和单片机装置等7个单元组成,并配有相应的测试软件,当大钩载荷,泵压,泵冲,转盘扭矩,吊钳扭矩,转盘转速,大钧升降运动,钻井液流量、比重、温度、电导率等参数通过传感器转换为模拟电信号或脉冲电信号后,可直接与该接口适配,该接口连接到IBM-PC机上,利用PC机丰富的软件资源和各种外部设备,实现钻井参数仪微机化,从而提高钻井效率。图7参2     

定向井钻柱强度分析

本文对不同工况下的定向井钻柱进行了力学分析,建立了钻柱内力及应力的计算方法。实例计算表明,采用转盘钻进时,钻柱受压段较短;采用井底动力钻具钻进时,井口处钻柱扭矩、轴向力和相当应力较小。