《螺杆泵智能工况诊断技术在油田的应用》
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摘 要：螺杆泵智能工况诊断技术是油田开采中应用比较广泛的一种方式,油田开采过程中应用螺杆泵智能工况诊断技术,能够实现自动诊断,自动控制,无人值守,能够远程监控,防盗报警,实现数字化、网络化管理.螺杆泵智能工况诊断技术能带来极大的便利和安全,所以如何进一步实现智能的螺杆泵工况诊断、提高油田开采系统的生产设计和管理水平,是当下急需探索的问题.
关键词：螺杆泵;智能;诊断技术
前言：
在油田中应用螺杆泵智能工况诊断技术,需要完善螺杆泵配套工艺,提高螺杆泵携砂能力等手段,促进油田螺杆泵采油技术水平.虽然在现阶段的油田现场应用方面取得了很大的成绩,但也存在着一些问题,比如调参不合理、不及时导致了系统效率较低,电流、套压、扭矩偏高导致了设备故障甚至发生事故.所以技术人员应积极研究螺杆泵技术并实现在油田中的应用.
一 油井工况实时诊断系统技术原理
螺杆泵智能工况诊断技术的原理是：真正实现闭环控制和准确控制螺杆泵井的动液面、电流、扭矩、套压、转速等重要参数,实现实时测量、实时诊断、在线调参以及及时处理问题.这项技术包括的四个子系统分别是数据采集系统、跟踪系统、控制系统和远程无线监控系统.数据采集系统能够实现螺杆泵井的动液面、扭矩、轴向力、电流、电功率、转速等工况数据的在线检测,跟踪系统需要分析数据并计算,实时跟踪螺杆泵井的工作状态,计算出它的供液情况、载荷情况、抽汲情况及变化规律,控制系统是通过变频调速器保持螺杆泵采油的工作效率,远程无线监控系统需要进行信息传输和远程控制,将油井的异常情况用短信息发送给管理者.螺杆泵工况常见的诊断方法有电流法诊断、憋压法诊断、扭矩法诊断、液量变化法诊断这几项.
二 技术特点
这项系统有很多的优点,例如,实时监测动液面,通過对动液面的监测,防止油井沉没度较低时抽空,出现烧泵现象;跟踪测量并分析电流、有功功率、动液面、供液情况等,判断结蜡、杆断、偏磨等现象的出现或趋势,根据结蜡的原因,制定热洗制度,防止断杆,及时发现偏磨,避免管漏,延长使用期限和检泵周期;优化和设计螺杆泵井的设计,采用变频自动调速或停机,减少损坏螺杆泵井;使用远程无线监控,将螺杆泵的原始信息传输到控制管理中心,信息、调参、故障报警等可实现远程控制,保存油井的工作参数等信息,方便人们的检索和查阅.
三 软件构成及功能
螺杆泵工况诊断技术需要建立电参数推算光杆扭矩理论模型,将电参数曲线转化成扭矩曲线,这时能够得到扭矩因时间而变化的曲线,再进行相关的理论分析,将典型工况下的特征值抽取出来,建立典型的工况光杆扭矩特征集,进一步实时诊断螺杆泵井工况,进而形成螺杆泵采油井实时工况诊断软件系统.这个软件系统有这几个板块组成,分别是螺杆泵井管理,它能够实现对数据的查询,其中包括了基础数据、生产数据、流体物性、电机以及螺杆泵设备数据的管理.工况诊断,首先记录生产数据,直接导入油井流量自动检测装置、油套压采集装置采集的产液量、转速、油套压数据,手动输入其他数据,数据全部录入完毕后,在扭矩计算、动液面计算、扭矩在线诊断的基础上,诊断分析油井.生产优化分析,得到油井的诊断分析结果之后,优化分析并进行设计油井的产能,制作一份产能优化方案,对油井的生产进行指导.帮助这一板块的存在是为新用户而提供的,它主要的功能是系统的介绍系统的各项功能、各功能的操作步骤以及用户在操作过程中遇到的问题和相关解决措施.
四 井下工况诊断过程及方法
螺杆泵井下工况大多采用常规的初级诊断方法,这是井下工况诊断的主要手段,电流法、憋压法及扭矩法是其中最常见的诊断方法,但它们虽然能够大致判断出现故障的类型,却很难准确诊断井下泵的工作状态,比如电流法主要有这几点原因：地面电机电流的影响因素太多,容易出现变化.受供电电压的波动影响,油田供电的电网比较分散,电线较长,周边工厂大型机械设备都靠电力驱动,容易引起电压的大幅度波动;油田井内结蜡状况、动液面高低变化、泵的磨损情况等也会影响诊断的准确性,而这些因素又在时时变化着,加大了诊断的难度;油管漏失、螺杆泵定子橡胶脱落、管脱、杆脱等不同的井下事故导致电流时刻变化.这些因素发生时不是单一出现的,经常会同时出现,所以想要依靠电流法判断井下泵的工作状况是难以实现的.
五 螺杆泵井下工况类型诊断
螺杆泵工况诊断技术在油田应用中主要会出现这几种工况类型：螺杆泵井下工况正常运行时,泵效、沉没度、电流等各项参数在正常范围内波动,系统稳定运转,诊断的表现为憋泵起压正常,泵停后压力不降低.杆断脱、管脱工况,计量无产量,动液面上升,诊断表现为憋泵不起压,盘车没有反弹力,管脱井的油压与套压相同.泵漏失、管漏失工况：泵效逐渐下降,动液面逐渐上升,诊断表现为憋泵起压慢,泵停后压力下降,电流逐渐下降.结蜡工况：泵效逐渐下降,动液面逐渐升高,诊断表现为憋泵起压慢,停泵后压力不降低,电流升高.工作参数偏低：泵效比较高,而动液面很浅或只在井口,电流较低,憋泵正常.工作参数偏高：泵效较低,电流较高,动液面较低,沉没度小甚至接近泵吸入口井,憋泵正常.定子橡胶溶胀工况的诊断表现为定转子过盈偏大于正常值,泵效正常,动液面正常.定子脱胶工况的诊断表现为泵效急下降,动液面上升,电流下降并引起波动.
结语：
螺杆泵智能工况诊断技术具有效率高,占地面积少,安装、维护参数方便、井况适应力强等优点,在油田开采中的应用取得了良好的效果,能够为生产管理带来极大的便利,其中也隐藏着较高的经济效益和社会效益,所以这项技术的应用前景十分广阔,具有较大的推广应用价值.虽然目前还有很多技术难题,但通过一直以来的不断总结和升级,已经能取得很好地经济效益.
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