抽油机井实际扭矩曲线的研究与应用

本文借助于CAD技术、利用计算机对杠杆式抽油机的连杆机构进行了仿真模拟,精确计算出了其悬点加速度与扭矩因数。应用实测地面功图与现场测量的曲柄平衡参数、经计算得到了"抽油机井的实际扭矩曲线",填补了油田此项技术的空白。通过对"抽油机井实际扭矩曲线"的分析与研究,揭示了机采举升能耗合理匹配的基础理论,总结出了应用"实际扭矩曲线"来调整抽油机井平衡的基本方法,夯实了"地面功图与电机能耗"相互转换的理论基础。为进一步提升油田机采举升管理水平与实现数字化油田建设目标提供了有力的技术支持。     

定向井的抽油杆优化设计与应用

从计算抽油系统效率入手,分析影响系统效率的因素,依据采油参数对系统效率的敏感性,选择出最优的机-泵工作参数;并结合定向井井身轨迹特点,建立定向井三维井眼中杆柱轴向载荷计算数学模型,确定出合理的杆柱组合;分析抽油杆的变形和失稳,给出加重杆、扶正器间距和防脱器安放位置的计算方法;最后通过具体实例,阐述定向井抽油系统优化设计流程,并对优化设计的结果进行详细分析,得出相关结论,该结论可以对定向井抽油系统设计起到十分重要的指导意义,其设计结果能够有效地减少杆柱偏磨达到提高效率之目的。     

定向井有杆泵采油抽油杆柱设计研究

针对定向井有杆泵抽油杆柱在抽汲作业过程中面临的问题,开展了抽油杆柱设计研究,根据井底流压、沉没压力以及下泵深度间的关系式得出了下泵深度计算式;采用等使用系数设计法建立了定向井抽油杆柱设计方法;针对定向井抽油杆柱下冲程下行困难,开展了加重杆设计研究。为定向井抽油系统的安全高效运行提供了前提条件。     

基于PCA-PSO-SVC模型的有杆抽油系统故障诊断技术

有杆抽油方法是我国各大油田使用最多的机械采油方法。由于工作环境恶劣,抽油系统事故频发。不同故障下泵功图形状有较大差异,因此可从泵功图出发进行故障诊断。本文在分析不同故障工况下泵功图特点,以25组样本数据建立PCA-PSO-SVC故障诊断模型。通过与PCA-GA-SVC、PCA-CV-SVC、PCA-LS-SVC三种模型对比结果可知,PCA-PSO-SVC故障诊断模型计算速度快、诊断精度高,对于故障工况诊断准确率达100%,适用于有杆抽油系统故障诊断。文中问题的分析及建模过程,对于现场人员掌握和分析抽油系统运行情况以及危险工况的规避都有重要意义。     

低渗透油田有杆抽油系统优化设计新方法

低渗透油田具有独特的流入动态曲线翻转现象,以前的有杆抽油系统优化设计方法没有考虑由此现象带来的影响,因此设计的有杆抽油系统往往向参数偏大,反而导致有杆抽油系统的生产不稳定,产能迅速下降等问题。本文在考虑这种翻转现象的基础上,提出了一套低渗透油田有杆抽油系统设计新方法。     

定向井抽油杆柱动力学行为研究

定向井由于井眼轨迹复杂，造成杆断频繁、偏磨严重、免修周期短、系统效率低等问题突出。基于定向井抽油杆柱微元体受力分析，综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构，计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦，建立了定向井抽油杆动力学行为预测数学模型，并采用有限差分法求解模型。为定向井有杆抽油系统优化设计提供了理论基础。     

青海油田采油一厂最低能耗优化设计的研究与应用

节能降耗是企业增效发展之本,长期以来,青海油田着力于机采系统、注水系统、集输系统、加热系统的节能技术研究与发展。2011年青海油田开展了机采系统综合节能优化项目,通过抽油机井管、杆、泵及地面参数优化,综合地面设备节能改造,机采系统效率较大幅度提高,节能明显。     

基于灰色预测模型的有杆抽油系统工况预测研究

为了能及时跟踪有杆抽油系统在井下作业过程中出现的故障问题,以便进行针对性的处理,对工况进行预测就变得很有意义。通过使用灰色预测模型对泵功图的特征值进行预测,将预测数值与原数值对比,分析其误差。结果表明,该预测模型的拟合程度较高,对有杆抽油系统的工况预测有良好的效果。     

基于综合诊断的油井智能优化控制系统技术研究

近年来抽油机技术发展趋向智能化。本文提出了基于油井生产参数的综合诊断,集示功图在线采集测试、抽油机井诊断通信和抽油机井抽空控制于一体的智能优化控制技术。该系统由数据采集单元、数据处理单元和控制执行单元组成,能够自动采集监测动液面、压力、功图、流量等参数,通过对油井工况的分析和诊断,综合调整工作参数,达到最大限度挖掘油层潜力,解决抽汲矛盾,提高经济效益,延长检泵周期,节约电能等目的。     

有杆抽油井系统效率和日产液量匹配关系测定

有杆抽油机井因其结构简单、操作方便、运行平稳而得到大范围内长期应用。但是,由于有杆抽油机摩擦耗能较多,单井系统效率较低,同时,更重要的是现场还存在抽油机井的系统效率和生产液量严重不匹配,造成设备运行不协调。虽然抽油机井可以用参数优化软件进行工作制度的优化,然而由于油井产液的物性测试资料不准,井下结构各异,造成优化结果与现场要求相差较远。本文介绍了通过现场测试确定使得单井系统效率的峰值和油井产液量在冲次上相靠近的方法,在现场得到了应用,证明具有一定的推广价值。     

基于傅里叶描述子的示功图诊断方法研究

提出了基于傅里叶描述子提取轮廓线特征的示功图故障诊断方法。利用八邻域搜索和形态学方法提取示功图轮廓线,在此基础上计算轮廓线边界点序列的归一化傅里叶描述子,保证了图像对于旋转、缩放和平移的不变性,并将其作为特征量输入到距离分类器中,从而实现故障智能诊断。实验结果表明,该方法可以有效地识别出示功图的不同故障类型。     

Maxwell Fluid Model for Generation of Stress–Strain Curves of Viscoelastic Solid Rocket Propellants

Solid rocket propellants are modeled as Maxwell Fluid with single spring and single dashpot in series. Complete stress–strain curve is generated for case‐bonded composite propellant formulations by taking suitable values of spring constant and damping coefficient. Propellants from same lot are tested at different strain rate. It is observed that change in spring constant, representing elastic part is very small with strain rate but damping constant varies significantly with variation in strain rate. For a typical propellant formulation, when strain rate is varied from 0.00037 to 0.185 per second, spring constant (K) changed from 5.5 to 7.9 MPa, but damping coefficient (D) varied from 1400 to 4 MPas. For all strain rates, stress–strain curve is generated using developed Maxwell model and close matching with actual test curve is observed. This indicates validity of Maxwell fluid model for case‐bonded solid propellant formulations. It is observed that with increases in strain rate, spring constant increases but damping coefficient decreases representing solid rocket propellant as a true viscoelastic material. It is also established that at higher strain rate, damping coefficient becomes negligible as compared to spring constant. It is also observed that variation of spring constant is logarithmic with strain rate and that of damping coefficient follows a power law. The correlation coefficients are introduced to ascertain spring constants and damping coefficients at any strain rate from that at a reference strain rate. Correlation for spring constant needs a coefficient “H,” which is function of propellant formulation alone and not of test conditions and the equation developed is K₂=(K₁‐H)×{ln(dε₂/dt)/ln(dε₁/dt)}+H. Similarly for damping coefficient (D) also another constant “S” is introduced and prediction formula is given by D₂=D₁×{(dε₂/dt)/(dε₁/dt)}^S. Evaluating constants “H” and “S” at different strain rates validate this mathematical formulation for different propellant formulations. Close matching of test and predicted stress–strain curve indicates propellant behavior as viscoelastic Maxwell Fluid. Uniqueness of approach is to predict complete stress–strain curves, which are not attempted by any other researchers.     

扩链剂对PPG-1000/MDI体系聚氨酯弹性体阻尼性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、MDI-50与不同的二醇扩链剂采用二步法合成PPG-1000/MDI体系的聚氨酯(PU)弹性体,并对其阻尼性能进行了测试。结果表明,扩链剂对PPG-1000/MDI体系的聚氨酯弹性体的阻尼性能有明显影响。加入含侧甲基和醚键的扩链剂在不同程度上提高了聚氨酯弹性体的阻尼因子(tanδ),拓宽其阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。     

液液萃取分离乙酸甲酯与甲醇水溶液的模拟计算

设计了乙酸甲酯和甲醇水溶液错流萃取分离工艺,通过实验确定了以甘油和水的复合溶液作为分离乙酸甲酯和甲醇水溶液的最佳萃取溶剂。以UNIQUAC方程为计算活度系数的模型,采用色谱法测定了甲醇在甘油中的无限稀释活度系数,并利用单参数法计算UNIQUAC方程中的模型参数。采用相分配系数和物料守恒方程模拟错流萃取分离过程,建立了模拟计算程序框图。将模拟值和实验值进行比较,相对误差仅为0.01%。模拟结果表明:在理论级数N=3时,经过一次萃取乙酸甲酯质量分数可达99.7%以上,收率达97.0%,此结果为进一步研究提供理论依据。     

应用傅立叶解析的参数估值法——固定床流体与颗粒间给热系数的测定

采用任意波形的输入温度信号对固定床进行温度应答实验,根据实验结果,对固定床的Disperison-Concentric模型进行傅立叶解析,在Re数0.5到229的范围内,拟合确定固定床中流体与颗粒的给热系数。 结果表明:在层流区,流体与颗粒间传热的Nu数并不随Re数的下降而减小。     

SBR恒曝气量好氧硝化过程动态DO模拟:模型辨识与KLa确定

通过简化活性污泥法1号模型(activated sludge model No.1,ASM1)建立两步硝化反应的数学模型,实现了对序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)恒曝气量好氧过程中溶解氧(dissolved oxygen,DO)动态变化过程的数学模拟,模型辨识科学地区分了可以直接取值的参数包括产率系数、DO饱和常数(或底物饱和常数)和需要重新估计的参数。采用文献推荐参数值模拟了过程中主要状态变量的动力学过程,模拟结果呈现出了多个DO平台,这与实际反应结果数据相符,验证了所建模型的正确性。优化实验设计,获取了典型SBR恒曝气好氧硝化过程动态DO数据,通过理论分析和对数据进行二阶微分处理提出了确定总氧传递系数K_La和相对饱和溶解氧S_O^eq的简单方法,为后续参数估计奠定了基础。     

涂装生产线板式换热器的优化选型

板式换热器的选型对于涂装生产线前处理中液槽的加热过程起着重要的作用,关系着整个系统的加热效率。根据涂装生产线实际情况,通过对板式换热器的换热系数,总传热系数的计算,得到相应的板式换热器的总传热系数曲线。同时针对涂装生产线中板式换热器换热时冷热侧出口温度不是已知量,且随时间是变化的,如何合理计算其传热平均温差,提出了相应的优化方法。不仅降低了计算工作量,且最大限度地减少了误差。根据涂装生产线的实际情况以及板式换热器随板间流速变化的压降曲线。进一步缩小板式换热器换热时板间流速范围的选择,以此来更合理的计算相应的换热面积。依据总传热系数、板间流速以及传热平均温差,得到相应的换热面积,并以此进一步计算得到实际的板间流速,板式换热器的实际换热量。本文针对涂装生产线的实际情况,对板式换热器进行优化选型以更好地满足液槽的加热,提高经济效益。     

Liquid-liquid phase separation in polysulfone/solvent/water systems

The cloud point curves for polysulfone (PSf)/solvent/water systems were determined by a titration method. A small amount of water was needed to induce liquid-liquid demixing and the temperature effect was small. From numerical calculations, it was found that the binary interaction parameters for the PSf/solvent/water system enlarges the homogeneous region in the phase diagram with a smaller nonsolvent-polymer interaction parameter χ₁₃, a greater nonsolvent-solvent interaction parameter χ₁₂, and a smaller solvent-polymer interaction parameter χ₂₃ and the effect of polymer molecular weight was negligible except in the range of low molecular weight. The phase diagrams, calculated with constant χ₁₂ that was chosen from the concentration-dependent interaction parameter g₁₂ value of the concentration range, were similar to the results obtained with g₁₂. The slope of the tie lines indicated that demixing of the ternary system occurred at relatively similar nonsolvent concentration in both phases. A value of 2.7 for the water-PSf interaction parameter was obtained by fitting the experimental cloud point curve with the calculated binodal lines. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 65: 2643–2653, 1997     

Determination of the Henry's Coefficient and Mass Transfer for Ozone in a Bubble Column at Different pH Values of Water

In this study, the ozone gas-liquid mass transfer into water in a bubble column was investigated for different pH values. The ozone volumetric mass transfer coefficient and the Henry's coefficient were determined simultaneously by parameter estimation using a nonlinear optimization method. A sensitivity analysis was conducted to obtain information on the reliability and identifiability of the estimated parameters. A minor dependence of the Henry's law constant on pH was detected at the pH range 4 to 9.