基于机理仿真的抽油机有杆泵举升系统生产参数优化设计

基于传统经验法和预测模型法的抽油机有杆泵举升系统设计方法在实际应用中要么过于简单要么过于复杂,设计方案的可靠性还有待提升。因此,应用大数据驱动技术从海量抽油机井举升系统设计方案中探索规律,推荐以提高产量和节能降耗为目标的抽汲参数优化设计最优方案,将提升抽油机井举升系统设计方法的科学性和可操作性。文章分析了抽油机井产量主控因素,将软件仿真和现场获取的抽油机井举升系统设计样本进行聚类分析融合得到新的样本库,建立了抽油机井举升系统设计方案的深度学习模型,研究了基于匹配算法的方案相似度模型,开发了抽油机井有杆泵举升系统生产参数设计推荐系统。根据实例计算验证,该系统能够根据待设计井的地质特征和开发特征,从海量样本中匹配到与地质油藏条件相似度高且运行效果良好的举升设计方案,推荐方案的举升参数及举升效果与原有方案相比有较大的提升,证明了计算模型的实际可行性,为抽油机举升系统优化设计提供了新思路及方法。

基于水下安装工况的液缸举升系统仿真分析

该文依托新型液缸举升系统,研究隔水管柱下放水下防喷器和钻柱下放水下采油树的数学模型,以探究钻柱补偿功能辅助水下设备精准操作的可行性和性能。在AMESim软件平台上搭建液缸举升系统水下安装工况仿真模型,进行4级海况下开启和关闭主动钻柱补偿时水下安装工况的仿真研究,分析单次提升下放操作的最大安全操作高度,探讨不同海况对于水下安装作业的影响。研究表明:液缸举升系统因其自身具备的主动补偿功能,大幅提高了水下安装作业的安全性,作业海况对水下安装的作业窗口和极限操作高度均有较大影响。该研究结果可为液缸举升系统的国产工程化落地及现场应用提供一定的理论指导。

曲堤油田油井举升系统管-杆-泵组合合理性评价及优化

针对曲堤油田油井举升系统因管-杆-泵组合及配套模式不合理,导致油井频繁作业,检泵周期短的问题,开展了油井举升系统管-杆-泵组合合理性评价及模式优化,形成了一套适用于曲堤油田油井举升系统的管-杆-泵最优化组合及配套模式,有效指导了现场油井生产,实现了油井长寿高效生产。

换电机器人举升系统结构及控制参数集成优化

为提升纯电动汽车换电机器人续航能力,提出一种面向节能的换电机器人举升系统结构及控制参数集成优化方法。首先,对换电机器人举升系统结构参数进行初步匹配;其次,设计滑模变结构控制器,建立举升系统举升过程的能耗模型;然后,建立以举升系统能耗和角位移稳态误差为目标的优化模型,并利用多目标优化算法进行求解以获得举升能耗和角位移误差最优的结构和控制参数组合;最后,通过实验验证优化结果的可靠性。结果表明,经集成优化后稳态误差降低了53.68%,举升系统能耗降低了10.93%。

无隔水管海底泵举升系统井底压力计算与分析

在无隔水管海底泵举升系统(riserless mud recovery system,RMR)钻井中,当钻井泵停止工作时,可能会发生U型管效应,而U型管效应的发生势必会导致井底压力处于不平衡状,发生溢流的概率将大大增加。为了能够在U型管效应发生期间,对井底压力进行控制,保持井眼稳定,通过建立RMR系统在停泵工况下的U型管效应环空返速数学模型,对RMR系统在该期间的环空返速和井底压力变化进行了模拟,分析了在恒定井底压力下海底泵入口压力和海底泵出口流量的变化规律。结果表明:海底泵入口流量越小,可调区间越大;钻井泵停泵前流量越大,维持井底压力恒定下的时间越短,钻井泵停泵前27、32、37、42 L/s时流量可调的截止时间分别为21、19、18、16 min。形成了适用于RMR系统在该期间进行井底压力控制的流量调节方法,为实际作业时的井控方法和操作提供了理论指导。

协同过滤算法设计抽油机井举升系统

传统基于采油工程理论的抽油机举升系统设计方法难以有效处理复杂矿场实际情况,设计方案的可靠性有待提升。建立涵盖稠油、低渗、复杂断块等多个油藏类型的数据库,应用协同过滤推荐技术从数据库的抽油机井举升系统设计方案中探索规律,辅助优化设计,提升抽油机井举升系统的效益。通过对搜集的3万余套历史举升方案相关数据规范化处理,得到涵盖油井地质、流体、生产等维度的抽油机井举升系统设计样本库。在此基础上,分析基于用户的协同过滤推荐系统的典型架构,建立了面向抽油机井举升系统设计的推荐算法,能够根据待设计井的地质开发特征,从数据库的历史样本中匹配得到地质开发条件相似度高且运行效果良好的举升设计方案进行推荐。分析15口井的实例,协同过滤举升系统设计的平均泵效提升7.84%,百米吨液耗电下降24%,推荐方案相比于当前方案均有显著效果提升。研究成果为抽油机井举升方案设计提供了新的思路和方法,为油田大数据应用提供了有益借鉴和参考。

无隔水管钻井泥浆举升系统参数计算

为解决深水钻井过程中遇到的难题,无隔水管钻井技术(RMR)使用单梯度泥浆,但通过将海底泵的入口压力减小到接近海水静液压力来模仿双梯度,系统在钻井过程中不再采用隔水管,岩屑和钻井液经一条小直径回流管线返回钻井平台。根据无隔水管钻井泥浆举升系统的参数要求和两相流理论,确定了举升系统的参数计算方法,对500 m水深举升系统参数进行计算和研究,分析了岩屑参数对举升系统参数的影响,得出颗粒的尺寸、体积分数是举升系统水力设计需要考虑的关键参数。研究结果为无隔水管钻井泥浆举升设备的设计提供了理论依据。

不压井修井装置举升系统液压控制方案设计

介绍了不压井修井装置举升系统的构成及工作原理,并通过设计计算,确定了举升系统的主要设计和工作参数,完成了举升系统的液压控制方案设计和液压元器件选型设计,包括泵、油箱、蓄能器以及全部阀件的选型。该举升系统采用二位二通双液控换向阀实现溢流兼卸载的双重功能,省去了节流阀和溢流阀;用三位四通换向阀来实现升降液缸的换向、控制、调速,实现了集中控制。

基于Bayesian网络的液压举升系统可靠性评估

针对传统可靠性方法在多态可靠性评估方面的局限性,采用结构化分析设计技术(SADT)、故障模式及影响分析(FMEA)方法定义Bayesian网络(BN)的结构和变量状态,采用动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)评估系统多态可靠性。以某液压举升系统为例,验证方法的有效性。

气井自动化控制的柱塞举升系统

介绍了一种自动化控制的柱塞举升系统 ,并介绍了其工作原理和系统组成 ,给出了工艺的使用范围 ,着重阐述了动态模型。该系统利用较为合理的动态模型 ,将举升方案程序输入控制器 ,实现了自动化控制 ,提高了以往柱塞举升系统的效果。与其它人工举升方法比较 ,该系统不仅具有投资少、操作费用合理的特点 ,还可有效地消除油管内蜡、地层盐或垢物的集结。

用蓄能器和差动缸组成能量回收式举升系统

介绍一种笔者开发的 ,针对起升臂式系统的 ,用蓄能器和差动缸组成的能量回收式重物举升系统。该系统在上升过程中通过蓄能器放油实施大流量快速举升 ,在下降过程中利用负载重量将液压油压回蓄能器。该系统不仅可以节约能量 ,降低装机容量 ,而且解决了在重物很重时需要大量散热的问题。

特种工程车举升系统侧向稳定性分析

侧向稳定性是特种工程车举升系统的主要和重要评价指标,设计时需要特别考虑。根据目前特种工程车举升系统的现状,结合特种工程车举升系统的工作环境,提出了一种现代化的特种工程车举升系统的设计方法。通过对举升系统的结构进行设计,用有限元分析软件ANSYS进行分析,并用仿真软件Matlab按分析结果进行模拟,最终得到了举升系统理想的具体设计参数。研制完成后的实际使用表明,举升系统满足侧向稳定性要求。

含多级液压缸的大型液压举升系统时间最优轨迹规划

采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时,由于加速度不连续,易在举升过程中产生较大冲击。为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出了采用分级规划的策略。对每一级进行轨迹规划时,为保证举升过程的平稳性,采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划。在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上,建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型。针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题,通过引入罚函数,提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型。含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明,提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的。

自卸车液压举升系统可控性与可观性研究

以某自卸车液压举升系统为研究对象,通过Simulink进行仿真计算,得出该自卸车液压举升系统具有可控性和可观性。系统的可控性为自卸车液压系统实现自动化提供了理论依据,系统的可观性为自卸车液压系统进行最优估计和最优控制提供分析数据。

PCS柱塞举升系统在轮南8井中的应用

以PCS柱塞举升系统在塔里木油田轮南 8井应用为例 ,详细介绍了PCS柱塞举升系统的工作原理、适用范围、优点、主要部件的功能 ,阐述了轮南 8井的原有井况、PCS柱塞举升系统的实际安装步骤、实际生产过程、生产结果 。

全液压自动猫道举升系统运动学分析

全液压自动猫道举升系统在举升钻具过程中要充分保证其运行的平稳性,以降低冲击载荷和整个举升滑道的振动。根据全液压自动猫道模型,将举升系统进行简化,建立其机构运动简图;应用MATLAB软件求解运动学方程并进行线性拟合,得到举升滑道的空间位姿变化曲线;应用Adams软件对举升系统进行运动学分析,得到举升滑道倾角变化曲线、位移曲线和速度曲线,验证了其设计的可行性。

新型能量回收式液压举升系统

作者开发了一种带有能量回收功能的重物举升液压系统,已成功地应用于“摇头飞椅”游艺中。该系统在上升过程中通过液压系统将电能转变为机械势能,在下降过程中则将机械势能变成电能输回电网。该系统不仅可以节约能量,而且在重物很重时不用大量散热。

闭环控制的人工举升系统

Schlumberger油田服务公司开发的自动化人工举升 (AAL)系统和具有自主知识产权的专用软件 ,能让石油公司采油专家和油藏专家在世界范围内任何地方对人工举升的地面和井下设备进行实时监控和操作。AAL系统通过对硬件、测量数据、信号传输系统和工具软件的有效集成 ,可采集数据 ,实现对远程非正常工作油井的参数调节。这一功能可以优化油藏开发 ,减小设备出现故障的可能性 ,避免油井的大量检修 ,减少井下作业时间及费用 ,降低生产成本。现场应用表明 ,AAL系统不仅能使油井处于最优工作状态 ,还可以控制注入井眼的压缩气体量 ,提高产油区气举效率 ,从而进一步增加原油产量。

蒸汽辅助重力泄油有杆泵举升系统优化设计

在传统举升系统设计的基础上,设计了适合于蒸汽辅助重力泄油开采方式的有杆泵举升系统。选取系统效率为举升系统优化的目标函数,并确定了约束条件及目标函数的求解方法。确定了下泵深度的设计依据和抽汲参数的选取原则,以及抽油泵和抽油机的选型范围。根据有杆泵举升系统设计理论编制了蒸汽辅助重力泄油有杆泵举升系统优化设计软件,并进行了实例设计。设计结果表明,设计的举升系统举升能力大幅提高,日产液量可提高24 t,经济效益显著。