抽油機(jī)運(yùn)動周期精確測量方法研究.pdf

1、示功儀是油田生產(chǎn)維護(hù)用的一種常用儀表，對示功圖的分析是掌握油井產(chǎn)量、能耗、泵況等多種狀態(tài)的重要手段。抽油機(jī)運(yùn)動周期作為示功圖的重要參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響示功圖的精度。常用的加速度二次積分算位移的方法中，僅利用加速度信號求取的周期存在誤差，而在油井抽油機(jī)正常工作過程中，懸點(diǎn)加速度、載荷、電動機(jī)功率及扭矩等物理量都是隨著抽油機(jī)負(fù)載的變化而發(fā)生周期性變化的?；诖耍疚奶岢鲆环N多傳感器融合的抽油機(jī)運(yùn)動周期的計(jì)算方法。本文主要具體研究內(nèi)容和結(jié)論

2、概括如下：
　　1、通過對抽油機(jī)井系統(tǒng)、懸點(diǎn)運(yùn)動方程、理論示功圖進(jìn)行分析并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境，發(fā)現(xiàn)實(shí)測信號中不僅混有許多噪聲，而且由于抽油機(jī)負(fù)載變化，上下沖程中加速度信號波峰有偏心，并不是簡單的正弦波；此外加速度、載荷、電功率、扭矩等隨負(fù)載變化的周期信號頻率非常低；進(jìn)一步論證了單一加速度信號計(jì)算位移的局限性。基于此提出了總體方案，選用抽油機(jī)的加速度、載荷、電功率信號作為輸入，借助多傳感器融合技術(shù)，設(shè)計(jì)抽油機(jī)運(yùn)動周期的計(jì)算方法。

3、>　　2、為了提高周期的測量精度，對比分析多種濾波算法對加速度、載荷、功率信號預(yù)處理效果，通過理論分析和仿真實(shí)例證明Meyer小波更適合對低頻非平穩(wěn)加速度進(jìn)行處理，卡爾曼濾波對功率信號有良好的處理效果，復(fù)合濾波算法對相對變化平穩(wěn)的載荷信號也有良好的處理效果。
　　3、通過對比時域的極值點(diǎn)歸并法，頻域M-Rife算法及函數(shù)擬合等周期算法，結(jié)果表明，頻域M-Rife算法對功率信號周期計(jì)算更加準(zhǔn)確；極值點(diǎn)歸并法對載荷信號進(jìn)行周期計(jì)算效果

4、更好；對于擬合法，原始信號直接進(jìn)行函數(shù)擬合，發(fā)現(xiàn)噪聲干擾過大擬合效果不佳。對預(yù)處理后的信號選用不同階次正弦函數(shù)類擬合疊加，通過比較殘差平方和、確定系數(shù)、均方根來評價(jià)擬合效果優(yōu)劣，對比后發(fā)現(xiàn)擬合法對加速度信號進(jìn)行周期計(jì)算更加合適。
　　4、通過多次理論仿真，并且在長時間、大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析積累的基礎(chǔ)上，分析了實(shí)際生產(chǎn)中某油井連續(xù)50次預(yù)測的加速度，載荷，功率數(shù)據(jù)，借助于MATLAB平臺進(jìn)行計(jì)算。在最終數(shù)據(jù)融合中，對比兩種確定加權(quán)因子的