超低頻往復運動的慣性測量方法研究.pdf

1、往復運動是存在于自然界中的一種普遍現(xiàn)象。在石油開采領域，抽油機將電機的圓周運動轉(zhuǎn)化成驢頭懸點的直線往復運動，驢頭帶動抽油桿將懸點的往復運動傳遞給抽油泵，抽油泵帶動抽油泵柱塞隨之做上下往復運動，將井下流體沿油管排至地面。在實際工作中，示功圖是分析深井泵、抽油機與抽油桿工況的重要依據(jù)之一，通過分析示功圖，可了解油井工作動態(tài)及抽油裝置的各項參數(shù)選擇是否合理，可及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常，制定科學合理的生產(chǎn)措施，優(yōu)化油田開發(fā)方案。
　　示功圖是懸點

2、載荷隨位移變化所構(gòu)成的封閉曲線圖。位移測量，最直接有效的方法是選用位移傳感器進行測量。但位移傳感器的測試條件、安裝條件相對苛刻，多數(shù)情況下都無法實現(xiàn)全天候野外自動測量。采用加速度傳感器測量，通過兩次積分得到位移的方法可行性相對較高，但測量時存在的直流分量、積分過程出現(xiàn)的趨勢項、測量中伴隨的高頻噪聲等因素，導致積分得到的位移曲線存在嚴重的偏移現(xiàn)象。針對該問題，提出了時頻域結(jié)合的積分算法，對比了兩次時域積分、時頻域結(jié)合積分、兩次頻域積分方法

3、的誤差，最后應用在“無線載荷位移一體化示功儀”中，對積分算法的工程應用性進行了驗證。
　　本文主要分析了抽油機的工作原理，介紹了理論示功圖的繪制過程及對油井工況監(jiān)測的重要性；通過對油井抽油機系統(tǒng)進行建模，分析了驢頭懸點的運動模型，確定了示功儀所選加速度傳感器的型號、參數(shù)。對抽油機抽油過程中的噪聲進行分析，采用滑動平均法對含噪聲信號進行平滑處理；設計了巴特沃斯低通濾波器和等波紋濾波器，對比采用巴特沃斯濾波器對加速度信號進行濾波。為削