抽油机采油系统远程监控与诊断技术研究

摘要

研究了基于电台和基于GPRS的油井自动化监控系统相关技术，提出了油井自动化监控系统的实施方法，实现了适应于油田环境的油井远程监控。研究了抽油机运动学和动力学，建立了常规抽油机运动规律的精确模型。将抽油机等效为一个转动部件，采用整体法对抽油机的动力学模型进行了分析，建立了研究抽油机系统动力学的模型。考虑抽油杆柱的振动和扭转等问题，根据抽油杆柱的基本方程，分析了抽油杆柱基于波动方程求取泵功图的方法，建立了基于实时监测数据的油井工况诊断理论。研究了利用示功图计算油井产量的理论，提出了一套基于泵效修正的计算方法，通过对光杆示功图计算出来的产量进行冲程损失、泵充不满、漏失和余隙体积等的修正，得到油井的实际排量，该方法有利于配合远程遥测示功图进行油井产量实时测取。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章前言

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究的目标、技术路线及所完成的工作

1.3.1研究的目标

1.3.2技术路线

1.3.3本文所完成的工作

第2章基于电台的油井自动化监控系统

2.1系统原理概述

2.2计算机监控组成网

2.3通信技术原理

2.4终端传感器

2.5配套软件系统

2.5.1操作系统

2.5.2用户人机联作

第3章基于GPRS的油井自动化监控系统

3.1系统总体设计

3.2终端数据采集设备硬件设计

3.3终端设备软件设计

3.4监控中心软件设计

3.5两种自动监控系统对比分析及应用

第4章抽油机运动学分析

4.1抽油机简谐模型运动学分析

4.2抽油机曲柄滑块模型运动学分析

4.3抽油机运动学的精确模型

4.3.1游梁摆动方程的建立

4.3.2悬点运动参数计算

4.3.3计算实例与分析

第5章抽油系统的动力学分析

5.1抽油机的动力学分析

5.1.1抽油机等效力学模型

5.1.2抽油机的动平衡分析

5.2抽油杆柱的力学分析

5.2.1静态力学分析

5.2.2动态力学分析

5.3抽油杆柱动力学分析

5.3.1抽油杆纵向振动模型

5.3.2杆管液耦合振动力学模型

5.3.3抽油杆扭转力学模型

5.4抽油杆柱的仿真计算模型

5.4.1抽油杆柱仿真的基本方程

5.4.2杆柱载荷的仿真计算方法

第6章基于实时监测数据的油井工况诊断

6.1有杆泵工况诊断技术的发展

6.2抽油井远程诊断系统的构成

6.2.1系统结构

6.5.2工作流程

6.3抽油井远程诊断技术的基础

6.3.1地面示功图跟踪分析

6.3.2诊断技术的理论基础-波动方程

6.3.3诊断技术的应用范围

第7章利用实时监测示功图求油井产量

7.1冲程损失计算

7.1.1静载荷作用下的冲程损失

7.1.2惯性载荷作用下的冲程损失

7.1.3摩擦作用下的冲程损失

7.2气体和充不满的影响

7.3漏失的影响

7.4余隙体积的影响

7.5应用计算实例

第8章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果