發(fā)布時間：2019-05-05 14:17

【摘要】：地面(光桿)示功圖是反應(yīng)油井及井下抽油泵狀態(tài)的重要參數(shù),常用來判斷抽油泵故障。傳統(tǒng)測試方法為使用示功儀或載荷傳感器進行測試。使用示功儀(動力儀)時,測試頻率低,不能及時發(fā)現(xiàn)抽油泵故障。使用載荷傳感器時,傳感器長期承受交變載荷,易出故障,使用壽命短,且隨著時間加長容易發(fā)生數(shù)據(jù)漂移。油田建議測試電功率來實現(xiàn)懸點示功圖的間接測量,希望能夠解決使用電功率計算懸點載荷的難題。本文建立了基于電參數(shù)推導懸點示功圖的精確模型,選用一系列測試儀器進行數(shù)據(jù)采集實驗,編程計算出的示功圖誤差率在10%以內(nèi)。首先,分析抽油機的運動和受力,得到懸點運動參數(shù)和各扭矩求解公式,對電機、皮帶、減速器的效率和損耗影響因素和規(guī)律進行分析,得到各自效率隨傳遞扭矩的變化規(guī)律,并建立起基于電參數(shù)的懸點載荷和位移的求解模型,由于考慮了沖次內(nèi)的效率變化、游梁擺角影響、電機轉(zhuǎn)速波動等,具有更高的精度。其次,設(shè)計硬件測試系統(tǒng),在空載、不同平衡度、不同沖次、不同“井況”等實驗條件下測試電機功率、電機轉(zhuǎn)速、死點位置、示功圖等數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)處理得到了變頻器效率、慣性扭矩、電機到曲柄軸總傳動效率等數(shù)據(jù)。然后,基于實測參數(shù)結(jié)合總傳動效率曲線計算出多組示功圖,將計算出的示功圖與實測示功圖對比,誤差率小于10%,并分析了影響示功圖計算精度的因素。最后,編寫了“基于電功率的抽油機示功圖計算軟件”,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、示功圖計算、平衡度測試與指導等功能。
[Abstract]:The surface (smooth rod) indicator diagram is an important parameter to reflect the state of oil well and downhole oil pump, which is often used to judge the fault of oil well. The traditional test method is the use of dynamometer or load sensor for testing. When using dynamometer (dynamometer), the testing frequency is low, and the fault of oil pump can not be found in time. When the load sensor is used, the sensor will be subjected to alternating load for a long time, it is easy to fail, and its service life is short, and the data drift occurs easily with the increase of time. In order to solve the problem of calculating the suspension load using electric power, it is suggested that the indirect measurement of suspension power diagram can be realized by testing electric power in oil field. In this paper, the accurate model of the suspension indicator diagram is established based on the electric parameters. A series of test instruments are selected to carry out the data acquisition experiment. The error rate of the indicator diagram calculated by programming is less than 10%. Firstly, the movement and force of the pumping unit are analyzed, and the suspension motion parameters and the formulas for solving the torque are obtained. The influencing factors and rules of the efficiency and loss of the motor, belt and reducer are analyzed, and the variation rule of the respective efficiency with the transfer torque is obtained. The calculation model of suspension load and displacement based on electric parameters is established. It has higher precision because of considering the change of efficiency in the impulse, the influence of swinging angle of moving beam, the fluctuation of motor speed and so on. Secondly, the hardware test system is designed to test the data of motor power, motor speed, dead point position and indicator diagram under the experimental conditions such as no load, different balance degree, different impulse times, different "well conditions" and so on. The data of frequency converter efficiency, inertia torque, motor-to-crank shaft total transmission efficiency and so on are obtained by data processing. Then, based on the measured parameters combined with the total transmission efficiency curve, the multi-group indicator diagram is calculated, the calculated indicator diagram is compared with the measured indicator diagram, the error rate is less than 10%, and the factors affecting the calculation accuracy of the indicator diagram are analyzed. Finally, the "calculation software of indicator diagram of pumping unit based on electric power" is compiled, which realizes the functions of data acquisition, data processing, calculation of indicator diagram, balance test and guidance, and so on.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE933.1

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