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螺杆泵井诊断技术
地点: 畅海石油时间:2009年1月15日
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螺杆泵采油工艺经过多年的开发研究及现场应用,由单头螺杆泵、双头和多头,到电潜螺杆泵已基本实现了系列化,标准化、产业化。但现场使用中也存在诸多问题,如抽油杆的断、脱,泵结构的不合理,定子橡胶与油层的配伍性差等,造成油井免修期短。在管理方面,存在着对螺杆泵采油技术认识模糊,管理措施不完善等问题。
随着近年来油田使用螺杆泵数量的增多,螺杆泵的应用领域越来越广阔,对相关技术的研究也提出了更高的要求。
一、工况测试及故障诊断技术
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如何加强螺杆泵生产系统工况诊断是提高螺杆泵油井科学管理水平的关键。螺杆泵油井工况诊断可以使油井生产管理者全面监测螺杆泵生产井的井下工作状态,判断分析有无故障及故障原因,从而挖掘油井潜力,保证设备安全、可靠、有效地工作,延长检泵周期,最终达到科学化管理螺杆泵生产井的目的。
目前国内外螺杆泵诊断技术主要有以下一些方法:
1)生产参数经验诊断法
2)光杆受力测试诊断法
3)电参数测试诊断法
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产量、油压、电流等生产参数,能对整个系统做出定性的判断,是油田主要的日常诊断方法。
经验诊断法无法及时对螺杆泵生产的稳定性、可靠性等给出量化的实时数据,为提高螺杆泵举升工艺的完善程度,需要开发定量测试与诊断系统,对螺杆泵系统做出量化评价,揭示其内在运行状态。。
1)生产参数经验诊断法
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测试方法:
在驱动头和光杆卡子之间安装传感器,测量光杆的扭矩和载荷,通过无线信号发射装置将测试信号发射出去,用无线信号接收装置接收到计算机内。
2)光杆受力测试诊断法
发射器
数据线
传感器
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发射器
数据线
传感器
转速器
螺杆泵工况诊断系统的组成
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主要结构
传感器
计算机
发射装置
接受装置
将所受载荷和扭矩转变为电信号;
接受传感器产生的电信号并发射出去;
接受信号并把信号传递给计算机;
对接受信号进行处理分析,绘制出工况曲线。
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典型测试数据分析
转速曲线
扭矩曲线
载荷曲线
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3)电参数测试诊断法
电参数法测试技术的基本原理是:
每秒钟测试几十个点的电流、电压和功率因数等电机工作参数,考虑电机的内部损耗,准确计算出电机同期的输出轴扭矩,进而折算得到光杆扭矩。利用光杆扭矩值及其变化规律为依据,对螺杆泵井抽油杆柱的受力情况进行分析。
该方法的特点是:
①现场测试操作方便,测试所需基础数据容易准确读取。
②可以不停井进行螺杆泵井的监测与测试,方便油田生产。
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由电参数计算电机轴扭矩的计算方法
电流诊断法通过测试驱动电机的电流变化来诊断泵工作状况,电流综合了螺杆泵油井系统的受力变化。这种诊断方法的好处是仪器简单,测量方便,其缺点是不能区分整个采油系统各部分受力对电流的影响,也就不容易确切判断故障的位置和原因。
由现场测试得到的电机工作电流,有一部分消耗在电机的损耗上,对诊断有意义的是电机的输出轴功率,因此需要由电流换算成电机输出轴功率。
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