游梁式抽油機采油系統(tǒng)實時評價方法研究.pdf

1、游梁式抽油機采油系統(tǒng)是油田開發(fā)過程的主要生產(chǎn)設(shè)備,也是反映地下油藏動態(tài)信息的重要窗口,在石油開發(fā)過程中占有舉足輕重的地位,研究其實時評價技術(shù)具有重要的理論意義和實用價值。本研究主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴介紹了游梁式抽油機采油系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和工作原理,分析了傳統(tǒng)游梁式抽油機采油系統(tǒng)評價方法特點以及存在的問題,針對傳統(tǒng)游梁式抽油機評價技術(shù)在數(shù)據(jù)實時性、傳感器可靠性、應用成本等方面存在的問題,提出了基于電功圖的游梁式抽油機采油系統(tǒng)實時評價

2、方法,并分析了其可行性。
　　 ⑵針對缺乏有效的游梁式抽油機采油系統(tǒng)整體動態(tài)模型的問題,提出一種實用的抽油機整體動態(tài)模型。這方面研究內(nèi)容包括：針對電動機無傳感器轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速估計問題,提出基于電壓源的電動機等效電路模型;針對抽油機地面機械部分的動力學分析問題,研究系統(tǒng)能耗組成,描繪了系統(tǒng)能流路線,同時采用矢量分析的方法對游梁式抽油機幾何結(jié)構(gòu)的動力學形態(tài)進行了精確求解;研究了抽油桿的行為特性,針對抽油桿波動方程實時求解實時性差問題,提

3、出了抽油桿運動形態(tài)簡化模型。
　　 ⑶針對游梁式抽油機電參數(shù)采樣尺度不一致、特性差異大的問題,提出一種基于多尺度采樣的數(shù)據(jù)處理方法。根據(jù)系統(tǒng)實時評價過程中不同層次模型對數(shù)據(jù)尺度的要求,分別采用不同的采樣尺度。根據(jù)不同信號的特點,采用三種數(shù)據(jù)預處理及信號分析方法:針對現(xiàn)場數(shù)據(jù)電磁脈沖干擾問題,采用預測均值濾波算法對信號的奇異值進行預處理;針對非完整周期間歇采樣信號的處理問題,采用擬合先行的希爾伯特黃變換(Hilbert-Huang

4、 Transition,HHT)信號分離方法;針對信號實時梯度計算問題,采用基于多尺度均值濾波的信號梯度計算方法。仿真分析和實驗驗證說明了上述方法的有效性。
　　 ⑷建立了基于電功圖的游梁式抽油機采油系統(tǒng)實時評價性能指標以及具體評價方法。從數(shù)學和圖形兩方面尋找適合于工程應用的對象信息特征,提出9種用于抽油機電功圖狀態(tài)識別的性能指標參數(shù)以及基于電功圖抽油機系統(tǒng)評價的三種方法:圖形化方法、差異性描述、特征頻率圓投影法。同時研究了基于