用实测功率曲线计算前置式抽油机井的示功图

提出了利用抽油机井实测功率曲线计算前置式抽油机井示功图的间接方法,并将其应用于实际计算。实际计算表明,计算出的示功图与实测示功图基本相符,可以用于分析前置式抽油机井泵的工况。     

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。     

抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用

抽油机井示功图计量技术是随着有杆泵工况诊断技术的发展而产生的,在国内,直到上世纪90年代该项技术才逐渐得到重视。相对于传统的单井计量,示功图计量不需要地面计量间及配套设施,可大量节约前期投资和后期维护费用,采用示功图计量,只需取得抽油机井地面功图,配合油井的基础资料即可得到单井产量,大大提高了工作效率。     

抽油机井示功图的量化分析与计算

针对抽油机井动液面、产量、功率以及效率等参数测取相对比较困难的问题,在调研大量国内外相关研究资料的基础上,对抽油机井示功图、动液面与油井产量等参数之间的相互关系进行了研究,建立了相应的数学模型,并编制了计算分析软件.利用该软件可以方便地根据地面示功图相关资料计算动液面深度、产量等参数,对于调整抽油机工作参数、提高工作效益具有重要意义.     

抽油机井地面示功图量油技术研究

以抽油机井地面示功图为研究对象,修正了抽油机井杆液运动学模型,消除了地面示功图中包含的杆柱变形、杆柱黏滞阻尼以及杆柱和液柱的振动和惯性等因素的影响,从而获得能够反映抽油泵工作状况的泵示功图;再结合油井工况自动诊断技术,建立了泵示功图曲线上各点曲率计算模型和阀开闭点模型,提出了一套柱塞有效冲程的计算方法,实现了油井产液量的计算;对胜利油田和江苏油田的90口不同工况的油井进行了计算分析,预测产量与实际产量平均相对误差为7.25%,验证了示功图量油的可行性,满足了抽油机井产量计量的精度要求。     

基于最小二乘支持向量机的示功图趋势预测

抽油机示功图可以表现出抽油机井的工作状态,通过对示功图的分析可以判断抽油机井是否正常工作。因此,对示功图形状的变化进行预测,提前知道示功图的趋势,就可以预知抽油机的工作状态,有利于油田工作人员对油井的控制,避免事故的发生。基于一种最小二乘支持向量机的预测方法,应用该方法对某油田几口抽油机井进行了示功图趋势仿真预测和验证,得出结论:该方法适用于生产稳定的抽油机井,不适用于间开井。在后续工作中,将对算法进行优化,进一步提升预测的准确性。     

抽油机井井下故障工况仿真数学模型的研究(下)

从泵示功图入手,研究了漏失故障工况下抽油泵的运动规律,包括固定阀漏失、游动阀漏失和柱塞脱出工作筒三种工况,并建立了数学模型,对抽油机井系统在该故障下运行状况进行了理论探讨,通过仿真结果与实测结果对比,可看出仿真结果基本能够反映出抽油机井在各种故障工况下的特征。可运用给出的仿真数学模型编制成仿真软件,来实现对抽油机井在各种工况下的运动规律的研究。     

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。     

以系统效率为目标函数优选抽油机井抽汲参数

本文以大量的现场测试数据为基础,建立了抽油机井排量系数、井下功率损失及地面效率的回归方程;提出了一种单井流入特性曲线的修正方法.建立了以系统效率为目标函数的抽油机井抽汲参数优化设计模塑,并编制了相应的计算机软件系统,该软件系统在抽油机井的现场试验中得到了验证.利用该软件系统对抽油机井抽汲参数进行优化设计,可保证抽油机井在高系统效率下运行,对于抽油机井节能有积极意义.     

抽油机井地面系统节能潜力评价技术

作为油田企业最为重要的耗能设备,抽油机的能耗管理是采油厂精细管理的重要内容,评价抽油机地面系统的节能潜力对于抽油机的能耗管理具有重要意义。阐述了抽油机地面系统节能潜力的概念,在分析抽油机地面系统能量损耗模式的基础上,提出了基于地面示功图数据与抽油机结构参数的抽油机地面系统最小损耗的计算方法。根据现场实测数据及本文提出的计算方法,对胜利油田5口抽油机井地面系统的节能潜力进行了评价,论证了该方法的实用性与有效性。     

基于实际井眼轨迹的有杆泵抽油系统泵工况诊断方法

井下泵工况的诊断是油田抽油杆系统的重要研究内容,根据基于实际井眼轨迹的抽油杆柱三维动力学振动方程,通过有限差分法进行时间和空间上的离散,并以实测近地面示功图为井下动态参数诊断的边界条件,迭代计算抽油杆柱任意截面一个周期内的载荷位移变化关系,实现对有杆抽油系统快速、准确的诊断,并利用井下实测功图数据来验证诊断结果的正确性。结果表明,利用本文方法诊断的泵示功图具有很好的精度,误差小于5%。     

示功图频谱分析新方法

示功图分析法是目前常用的抽油井故障诊断方法.由于受到复杂的井下工况的影响,示功图时域信号往往会出现极大变形,从而令示功图分析结果出现错误.为解决这一问题,对示功图时域信号进行了频谱分析.利用将时域信号转换为频域信号的方法,研究了各种频率的能量分布及信号的规律性.分析了示功图频谱的影响因素以及典型工况频谱特征,建立了示功图模糊数学识别模型,并给出了示功图频谱分析方法的步骤.用40多口油井示功图进行了验证,结果表明,频谱分析新方法可用于示功图的识别.     

Using the curve moment and the PSO-SVM method to diagnose downhole conditions of a sucker rod pumping unit

Downhole working conditions of sucker rod pumping wells are automatically identified on a computer from the analysis of dynamometer cards. In this process, extraction of feature parameters and pattern classification are two key steps. The dynamometer card is firstly divided into four parts which include different production information according to the "four point method" used in actual oilfield production, and then the moment invariants for pattern recognition are extracted. An improved support vector machine (SVM) method is used for pattern classification whose error penalty parameter C and kernel function parameter g are optimally chosen by the particle swarm optimization (PSO) algorithm. The simulation results show the method proposed in this paper has good classification results.     

滤波技术在有杆泵抽油系统诊断中的应用

已被广泛采用的有杆泵抽油系统井下工况诊断技术依据光杆位移随时间的变化和光杆负荷随时间的变化规律,通过力学分析,从而了解整个抽油系统的运行状况。但是在测量光杆位移时,测量仪器的转速异常会使光杆位移的测量值与实际值有较大的偏差,光杆示功图出现一定程度的失真,且导致计算出的抽油泵示功图严重变形, 无法得到准确诊断结果。为此提出了一种对测量的光杆位移函数先进行滤波处理的有杆泵抽油系统诊断技术。该诊断技术可以对光杆位移数据进行滤波,优化光杆示功图,减少误差,计算出较准确的抽油泵示功图。在某油田多口抽油井上的应用证明了该技术具有可靠性和实用性。     

A simple model for computer-aided optimization and design of sucker-rod pumping systems

Design or optimization of a sucker-rod pumping system requires an evaluation of the system performance under different operating conditions. The precise evaluation of the performance is a complex task. A dynamic behavior of the sucker-rod string and complex interactions between components of the system and fluids in motion have to be taken into consideration.In this paper, a simple model of a sucker-rod pumping system is presented, and performance and applications of the model are outlined. A comprehensive, mathematical model of the system accounts for fluid and rod string dynamic behavior. Approximate surface and downhole dynamometer cards, production rates, downhole and surface forces, and energy consumption of sucker-rod pumping system are simulated with high accuracy for a variety of operating conditions. The model is defined by a system of linear algebraic equations derived from the straightforward Bergeron method rather than from numerical differentiation of wave equations. Example results of modeling indicate a good agreement with field data. The model was used to optimize an existing sucker-rod pumping system. Example results indicate significant savings over unoptimized operation. The model may also have an application at the design stage of the sucker-rod system development. The outline of the design procedure with application of the new model is presented.     

不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法

有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型.以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力...     

A new diagnostic method for identifying working conditions of submersible reciprocating pumping systems

The submersible pumping unit is a new type of pumping system for lifting formation fluids from onshore oil wells, and the identification of its working condition has an important influence on oil production. In this paper we proposed a diagnostic method for identifying the working condition of the submersible pumping system. Based on analyzing the working principle of the pumping unit and the pump structure, different characteristics in loading and unloading processes of the submersible linear motor were obtained at different working conditions. The characteristic quantities were extracted from operation data of the submersible linear motor. A diagnostic model based on the support vector machine (SVM) method was proposed for identifying the working condition of the submersible pumping unit, where the inputs of the SVM classifier were the characteristic quantities. The performance and the misjudgment rate of this method were analyzed and validated by the data acquired from an experimental simulation platform. The model proposed had an excellent performance in failure diagnosis of the submersible pumping system. The SVM classifier had higher diagnostic accuracy than the learning vector quantization (LVQ) classifier.     

抽油机设计模型示功图的研究

模型示欢图是指在抽油机正常工作条件下，能包容该机型各种工况，使抽油机的各项动力性能指标受到最恶劣工况考验的示功图。以现场实测示功图为基础，运用多元统计分析理论，结合理论研究成果和现场经验，给出了一种能预测在正常稀油抽汲工况下油井地面示功图参数的方法。为在抽油机设计中充分利用各构件和减速器的额定承载能力，提出在最大下泵深度只受抽油机结构承载能力的制约、减速器额定输出轴净扭矩利用率最趋近于１且小于１．１的工况来确定模型示功图。     

定向井有杆抽油系统抽汲参数的优化设计和仿真模型

综合分析了复杂结构定向井井眼轨迹、杆管间摩擦力、抽油机悬点运动规律、抽油泵气体影响或供液不足的井下实际边界条件对抽油杆柱轴向振动的影响,建立了定向井抽油杆柱轴向振动仿真模型,利用该模型实现了悬点与泵示功图的自动快速仿真。根据仿真示功图,建立了定向井有杆抽油系统效率的仿真模型。系统分析了定向井井眼轨道对杆管摩擦力、摩擦功率及系统效率的影响。综合考虑油井产能协调、油井配产、抽油机承载能力、抽油杆柱强度与电动机功率利用率等约束条件,以系统效率最高为目标函数,提出了定向井抽汲参数优化设计的计算机仿真方法,开发了定向井有杆抽油系统抽汲参数优化设计的计算机软件。现场试验结果表明,该软件系统具有较高的仿真精度。