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有杆泵抽油井故障诊断新的理论依据

引言有杆泵采油是目前世界上主要的采油方式。据统计1985年全世界共有868.252口生产井,其中80%以上是抽油井,并绝大部分是有杆泵抽油。我国现有数万口采油井,其中有杆泵抽油约占60~70%。 有杆泵抽油系统有原动机、抽油机、光杆及抽油杆、抽油泵、抽吸介质及油(套)管组成,见图1。井下经常遇到的故障有漏失,包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失、活塞漏失、油管丝扣漏失等;气体影响及液体充不满影响;活塞砂卡;抽油杆断脱;水击;油井结蜡及出沙;泵挂深度不适当以及连抽带喷等。这些都不同程度地影响产量与生产效率,损坏井下设备。为此世界各国每年都要耗费.巨资对hlJ油井进行维修。为了及时监测井下工况,发现问题及时处理,同时避免盲目维修造成损失,有杆泵抽油系统的动态预测与故障诊断技术就在近30年中逐步发展起来。 井下故障诊断方法分为两大类〔‘〕:游梁式抽油柳┌─┬────┬──┬─┐│! │,r. │ │ ││ │苦 │ │ ││ │ 户,. │...  (本文共9页) 阅读全文>>

《石油机械》1988年01期
石油机械

有杆泵抽油装置检泵数据的可靠性分析

前任卜巨 有杆泵抽油装置的检修是维护抽油井正常生产的重要措施之一。通过对修井检泵过程中记录的现场数据进行统计分析,可以准确地确定有杆泵抽油装置寿命的分布类型,并能获得其相应的可靠性特征量的估计值。借此,可以定量地估计一个井组、油区或者整个油田有杆泵抽油装置的平均检修周期,并且对修井检泵的质量给予科学地评估。 因此,为了合理制定维修计划,提高设备的使用可靠性,并且最大限度地发挥抽油泵的生产潜力,对现场数据进行可靠性分析有着十分重要的意义。二、有杆泵抽油装置故障数据的统计特性龟 对于抽油机井来说,无论是计划检泵、还是无计划检泵,只要是停产进行修井检泵,我们都认为是抽油装置整个系统的一次故障。 由于影响检泵的故障机理极为复杂,因此,抽油泵装置出现的故障模式也有多种。如果不考虑因设计制造上的缺陷而引起的早期故障(这类故障在设备投入使用前,经过试运转已基本排除),按故障时间特性,可将其分成两类:偶然故障和耗损故障。 抽油泵装置发生耗损故障...  (本文共7页) 阅读全文>>

《石油机械》1988年03期
石油机械

有杆泵抽油井的一种新的数学模型

一、引言 抽油杆振动特性的研究已有较长的历史。60年代初,美国的S.G。Gibbs提出了有阻尼一维波动方程11’,选取光杆运动和抽油泵工作情况为边界条件,用有限差分法求出偏微分方程的数值解,从而把对有杆泵抽油系统的研究提高到一个新水平。这项技术在实际中应用时,可对有杆泵抽油系统的动态参数进行预测,并对抽油机井进行现场故障诊断12曰aJ。 我国的有杆泵抽油井预侧技术近年来发展很快,巳经取得了不少成绩。但是与 5.G.Gibbs一样,所采用的数学模型仍是有阻尼一维波动方程,而忽略了油管及液柱的弹性振动。 最近美国的p。R._Dot卫提出了考虑液柱振动的一种改善修月骚l:乙r二『睡l二二1一J进的杆式泵运动的数学模型【弓],但是文章是以假定油管锚定为前提的。对吁美国国情,这种假设具有一定的实际意义。但从我国的具体情况来看(油管基本上是不锚定的),这种改进的数学模型仍不够精确。_ 本文全面考虑了抽油杆、液柱、油管的振动,得出相应.的一组...  (本文共11页) 阅读全文>>

《石油机械》1989年07期
石油机械

有杆泵抽油井地面边界条件的分析

引言 迄今为止,描述有杆泵抽油井运动的模型大致有三种:60年代初美国Gibb“的一维振动模型〔‘’;8。年代初美国D oty的二维振动模型〔““以及最近西安石油学院提出的三维振动模型[3〕、曰,。若按边界条件来分类,则基本上有诊断模型和预侧模型两大类,前者不用并下边界条件,而后者则必须采用井下边界条件。求解时,一般可以采用求偏微分方程数值解的常规方法,如有限差分法、特征线法等。·-- 当运用三维振动数学模型时,井下边界条件偶合于三个方程式中,而地面边界条件则分别为v:(。,t)、v*(o,t)及P,(o,t)。在以往的计算中,卜(o,t)总是取o值,而P:(O,t)二P。设为常量。若在井日处油管有微振动,或者液体压力不为常量,与一过去的计算结果相比将造成多大的差别?以往的结论还能不能用?这就是本文讨论的主题。- --一卜厂二、数学模型 文献匕3。中有杆泵抽油井如图,所示。所谓三维振动数学模型,杆、油管和液柱的运动。建立数学模型时...  (本文共8页) 阅读全文>>

《西安石油大学学报(自然科学版)》1989年04期
西安石油大学学报(自然科学版)

求解有杆泵抽油井一维诊断模型的两种方法

1一维诊断模型及其付氏级数解有杆泵抽油井一维诊断模型采用了美国Gibb、的波动方程,Zu,(x 乡tZ其边界条件为光杆的位移“,r),;z“尸(x,t)au,(x,r)一=口·—一‘— 奋X‘口t(0 .t)及动载荷Q,(0,t).式(l)的付氏级数解为(l) 口0_.口0u’‘x,‘)=五万万万x十了+X[0.(x沁osnor+p。(x)sinnot](2)Q;(X,,)一万r才,苦不咨午 ‘乙,月,+艺[o一eosnot+p。扛)sinnot]}(3) 其求解过程详见文献nj. 。,(0,t)和Q;(0,t)须根据地面示功图(图l)得出.由于示功图只是载荷与位移的关系曲线Q;(0,t)二五。,(0,O】,还须分别将其转换成与时间t的关系曲线;,(O,z)万:Cr(O,z).西安石油学院学报第4券落50DO0//f卜,K/l犷(0,t)气召 \曰0.4 0.6 0.8图1图2根据API标准[2],计算抽油机冲程比PR(0,0,...  (本文共7页) 阅读全文>>

《石油矿场机械》1989年01期
石油矿场机械

高效率地设计和使用有杆泵抽油系统

目前,由于有杆泵抽油系统的能耗问题日趋严重,直接影响着原油的开采成本,因此,对该系统的节能技术,提出新的设计和使用要求迫在眉睫。但是,在20年以前,美国的电费每度仅为0.006美元,价格很低。因此在设计抽油系统时,可以不考虑能耗问题。目前,我们设计抽油系统时普遍采用API RPllL方法恰巧是在当时低电费价格时得出的,因此它大大地忽略了电费价格对抽油系统的影响。 目前美国的电费已从每度O.006荚元上涨到O.07美元。近年来,我国的电费也有上涨趋势,并且电力的供应也日趋紧张,严重地影响了油井的正常生产。在这种情况下,无论从降低采油成本,还是从维持油井正常生产,高效地设计和使用有扦泵抽油系统,都具有现实意义。 以下是笔者对抽油系统的能耗总量及其各部分对能耗的影响和高效地设计和使用有杆泵抽油系统的措施作一分析,供参考。一、抽油系统的能耗总量 抽油系统工作时,抽油机电动机的轴功率乘以电动机的效率,就是抽油系统的能耗总量。它包括:举升井...  (本文共6页) 阅读全文>>