风光储联合的游梁式抽油机自动平衡装置研究

针对游梁式抽油机平衡装置效果不理想的问题,设计了风光储联合供电的抽油机自动平衡装置;该装置由伺服电机驱动平衡块,根据油井工况实时调节其位置,实现抽油机的最佳平衡;针对平衡装置耗电量大的不足,设计了由风光储联合供电的模式,真正实现抽油机节能;最后,对该装置设计了模糊PD自适应控制器,由模糊控制器在线调节PD控制器参数;在实验室试验10h,该装置可将抽油机平衡度从1.61减小到1.03以内,白天由太阳能电池供电,夜间由蓄电池供电,其电压从12V降到9.3V,表明供电系统完全能满足要求。

石油采油机械综合性测试实验装置研制与应用

研制了新的石油采油机械综合性能测试实验装置及配套测试仪器,设计和开发了一系列采油机械实验项目,改变了原有单一的验证性实验内容,使实验装置提升为多功能、综合性的实验和科研平台。

自控加载装置在抽油机性能测试中的应用

介绍了采用微机控制的抽油机加载装置在抽油机减速器输出轴(曲柄轴)扭矩、抽油机主要部件动态应力、超高转差电动机工况参数测试中的应用。这种装置加载方便,调节灵活,加载精度高,能够真实模拟各种油井工况的载荷。

石油钻机综合性测试实验装置研制

为更新改造石油机械实验室的旧设备,研制了新的石油钻机加载装置及自动送钻控制装置和配套测试仪器;设计和开发了一系列与机械工程测试技术、电液自动控制技术、交流变频技术、可编程控制器、传感器应用技术及信号处理技术相关的实验项目;为实验教学和科研创造了良好的工作条件和试验平台,并在实验教学和科研工作的实际使用中取得了较好的效果。

往复泵性能测试实验台的改进与应用

介绍由计算机控制变频驱动的往复泵综合性能测试实验台,这套装置由往复泵主机、水箱、管线、空气包、安全阀、阀组、涡轮流量计、压力变送器、自控仪表、变频器、计算机控制系统等组成。可完成多种工况的测试工作,所有测试工作可由计算机控制完成,也可由人工手动完成各种工况的泵效及特性的测试和研究。

钻杆与抽油杆模拟加载试验装置的研制

针对油田使用的各种钻杆、套管及抽油杆生产质量及使用中检测的需要，研制了钻杆与抽油杆模拟加载试验装置。装置主要由模拟试验台、液压拉压加载系统。扭矩加载系统和数据采集与计算机控制系统组成。试验台可以提供的拉压载荷为1000kN，扭矩载荷为10kNim。液压系统采用电液伺服加载系统，用于控制加载油缸输出拉压载荷的大小、形式和频率，扭矩加载系统采用交流伺服器控制加载电机输出加载扭矩。性能试验和应用试验表明，该试验装置能满足长度为100-1000mm，直径110—160mm，不同材质的全尺寸石油钻杆及抽油杆试样的强度试验或疲劳试验。

一种新型井下增压装置的设计与分析

本文提出的装置可利用地面泵输出的低压大排量钻井液,在井下为钻头提供超高压小排量的射流脉冲,增加水力破岩的能力,达到提高钻井速度的目的。

变频调速技术在智能化抽油系统中的应用

智能化抽油系统是应用变频调速、过程控制等高新技术的抽油系统，用来改造现有的游梁式抽油机，可提高有杆抽油系统的系统效率。变频调速技术是智能化抽油系统的关键技术。从控制原理和指令编程等方面，阐述了变频调速技术在智能化抽油系统中的具体应用。5口油井的现场应用实例表明，把变频调速技术应用于有杆抽油系统中，在稠油和稀油等不同井况下均收到了增产、节能、无级调速的效果，同时减轻了工人的劳动强度，最终达到了提高抽油系统系统效率的目的。

抽油机变频控制技术

变频控制技术在抽油机上应用，能使抽油机－ 抽油杆－ 抽油泵达到动态协调，使有杆抽油系统和油井供液系统达到动态协调。当前抽油机变频控制技术主要有数控抽油机和智能抽油机。这两种抽油机从工作原理、结构特点、性能指标、运动规律等几方面均不相同，分别代表了变频控制技术在抽油生产设备中两种不同类型的应用。数控抽油机是彻底抛弃了游梁抽油机，从变频控制系统、传动系统到机械结构等方面重新设计、制造；智能抽油机是在继承了游梁抽油机诸多优点的基础上，应用变频控制技术控制游梁抽油机。由于受诸多因素影响，变频控制技术在抽油生产设备上尚未获得较大规模推广。

游梁式抽油机的智能化改造

在保留游梁式抽油机优点的基础上，采用变频调速、可编程控制和电力电子等高新技术将游梁式抽油机改造成为智能抽油机。智能抽油机主要由变频控制系统、传感器、异步电动机和游梁式抽油机等组成，可根据油井工况自动调节运动特性，从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求。试验结果表明，智能抽油机可根据油井工况无级调节冲次和上下冲程速比，使油井供排液系统达到动态协调，泵充满度明显提高，启动电流接近抽油机正常工作时的最大电流，功率因数由使用游梁式抽油机时的０３～０５上升到０９以上，具有明显的增产。

碳纤维连续抽油杆作业车的研制

研制了一种将杆柱起升(下放)与杆柱缠绕分别驱动的新型碳纤维连续抽油杆作业车。这种作业车采用全液压控制,引入了智能控制技术进行作业过程的监控,包括作业参数(悬重、杆长等)数字化测量显示、扶正器安装位置自动控制、安全操作自动报警等,针对作业车对中井口难的实际情况,将起升(下放)装置和缠绕盘设计成可移动式;其主要特点是起升(下放)载荷能力大,起升(下放)作业时杆柱受力状况改善,杆柱缠绕盘负载扭矩大幅降低,作业过程自动化程度高、速度快,设备对井场环境的适应性强,易损件少,便于维修,兼顾杆的运输和作业两项功能,减少设备投资,持续作业时间长。

钻机自动送钻模拟实验装置加载系统的研究

为有效地研究钻机自动送钻系统的性能 ,以微机、电液伺服阀、油缸和拉力传感器等 ,构成钻机自动送钻模拟实验装置的加载系统。由于组成加载系统的物理环节不可避免地存在非线性 ,常规的PID控制器误差较大 ,因而采用自组织模糊控制 ,提高了系统的控制性能。实验表明 ,在阶跃信号作用下 ,系统输出稳定 ,最大稳态误差 2 3% ,最大超调 5 5 % ,调整时间 8s ,峰值时间 2 4s ;系统对正弦信号的响应输出稳定 ,调整时间 9s左右 ,稳态误差小于 3%。

智能化抽油系统

从智能化抽油系统的工作原理、系统设计、室内实验和油田现场试验等方面进行了研究 .室内实验分析了粘度、孔径比、冲次和上下冲程速比对抽油系统泵效的影响 .结果表明 ,在调节抽油机冲次的同时调节抽油机上下冲程速比比仅调节冲次对抽油系统泵效影响更为明显 ,并指出上下冲程速比不能调得太高 ,以 Vr ≤ 2为宜 .经克拉玛依油田 5口油井现场试验表明 ,在采油生产中应用智能化抽油系统 ,单井平均增产达 33.86% ,单井平均节能达 1 9.2 7% .冲次和上下冲程速比无级调节 ,抽空控制简单易行 ,减轻了工人劳动强度 ,提高了劳动生产率 ,最终提高了抽油系统的系统效率 .

变频驱动钻机自动送钻试验系统的研究

为了更好地开展变频驱动钻机自动送钻技术的研究,研制了一套变频驱动钻机自动送钻模拟试验系统。该系统由送钻系统和加载系统组成。送钻系统由可编程控制器(PLC)、变频器、变频电动机组成的闭环系统来实现自动送钻;加载系统采用以计算机电液开环控制系统模拟钻柱载荷。对系统的硬件、软件设计进行了论述。对于送钻系统的控制算法,采用基于神经网络的PID控制策略,利用神经网络的自学习功能在线调整PID的参数。最后对整个系统进行了试验,在恒值载荷和正弦载荷的作用下,送钻系统均能稳定工作。系统的阶跃响应指标为:最大超调9.2%,调节时间2.3s,峰值时间0.6s,最大稳态误差3.0%,满足应用要求。

游梁式抽油机智能控制装置的研制

游梁式抽油机智能控制装置是应用变频调速、可编程控制、电力电子等高新技术改造现有的游梁式抽油机，使其智能化。从智能控制装置的工作原理、系统设计、室内试验和油田现场试验等方面进行了研究之后指出，在抽油机井上应用智能控制装置能达到增产、节能、无级调速和自控的效果。

用微机控制的抽油机加载系统

针对目前抽油机性能测试中加载方法的某些不足,设计并研制出一种应用微机控制的液压伺服加载系统。该系统能够将各种不同工况的油井示功图转换的信号,以负载和悬点位置严格对应的关系,灵活、准确地施加到抽油机悬点上。经过连续运转的实验和实际测试,这种加载系统能够满足使用要求。

智能控制技术在稠油开采中的应用

研究了游梁式抽油机的智能控制方法，介绍了硬件系统及控制程序流程图；应用变频调速技术、过程控制技术对现有的游梁式抽油机进行了改造，使抽油机冲次及上下冲程速比可以无级调节，并进行智能化控制．在新疆油田采油一厂Ｈ６１０８井上的试验结果表明，智能化抽油控制系统在稠油开采中具有显著的增产、节能效果．

上下冲程速比对泵效影响的实验研究

采用复合甘油配制成5种不同粘度的实验液体，分别模拟稀油和稠油，同时选择7种上下种程速比，在自行研制的抽油机井泵效模拟实验装置中，实验研究了上下冲程速比对抽油系统泵效的影响。从研究上下冲程速比对抽油泵漏失量的影响出发，建立了相应的数学模型。室内实验和现场试验的结果表明，在冲决基本相同的条件下，随着上下冲程速比的提高，产液量增加，泵效提高，能耗降低。当上下冲程速比υr＞1时，不但能够提高稠油井更能提高稀油井的泵效。考虑到抽油系统的使用寿命，上下冲程速比不宜调得太高，一般以υr≤2为宜。

基于旋流机理的排水采气技术研究进展

天然气生产过程中经常会出现井底积液问题,现有的排水采气方法很多,而采用旋流机理解决天然气井井内积液问题具有投资小、使用维护方便等优点,因此逐渐成为研究热点。本文对旋流工具排水采气技术的国内外发展现状进行论述,并对进一步需要研究的问题进行探讨,以对国内油气田的开发起到促进作用。

抽油机电液伺服加载系统及其试验

抽油机电液伺服加载系统由液压系统和电控系统两部分组成。控制信号电压Ｕｉ与力传感器反馈信号电压Ｕｆ比较后，其信号电压差ΔＵ经伺服放大器放大变为信号电流Δｉ，驱动电液伺服阀，输出流量为ＱＬ的压力液，推动液压缸输出加载力ＦＬ，实现加载。在分析和研究加载系统控制模型的频域特性的基础上，定量地给出了加载系统的动态响应指标。加载试验表明：输入各种不同的示功留曲线，加载系统动态响应快，能准确地再现抽油杆振动载荷，误差小于０．８％，输入与输出曲线基本吻合，工作稳定可靠。