多因素耦合态下ESPCP系统输出转速的优化方法

潜油螺杆泵采油(ESPCP)系统的最优输出转速是考虑多种因素交互耦合作用的结果,是典型的非线性优化问题.应用人工神经网络技术,以MATLAB软件为平台,建立了原油粘度、泵端压差以及定转子间过盈量3个因素与输出转速之间的遗传神经网络模型.该模型运用遗传算法优化神经网络的权值和阈值,有效提高了网络的收敛性和预测的准确率.通过数据样本学习与部分现场监测数据相结合进行模拟,研究表明预测数据与实测结果基本吻合,取得了较好的效果.为考虑更多因素时优化ESPCP系统的输出转速提供了新的思路和方法.

ESPCP电动潜油螺杆泵设计研究

电动潜油螺杆泵结合了潜油电机和螺杆泵特点,克服了地面驱动螺杆泵抽油杆偏磨、脱杆且不适应于斜井和定向井的弊端,同时又发挥了螺杆泵对高稠油、高含气、高含砂井较强适应性的特点。通过分析ESPCP电动潜油螺杆泵的性能特点,详细阐述了配套设计方案,简要分析了螺杆泵轴向力和扭矩的计算方法,以及低速六极电机的研制情况,重点介绍了减速器的设计,最后通过型式试验并分析试验数据得出了结论。

几种人工神经网络在潜油螺杆泵转速预测中的比较

在潜油螺杆泵的使用中,转速的选择与控制十分重要,同时转速的预测能够有效地避免泵效下降、延长泵的使用寿命。目前在分析各因素对螺杆泵转速影响的基础上,采用人工神经网络方法建模并进行预测其后续转速已成为研究的热点。在对螺杆泵转速影响因素的分析基础上,采用BP网络、RBF网络和Elman网络分别对转速进行实例研究并观察其误差。结果表明,三种典型的神经网络模型均能够很好地描述任意温度、原油粘度和泵端压差等工况条件下的螺杆泵转速变化特性,实现螺杆泵转速的预测。RBF神经网络训练速度最快且误差值最小,Elman神经网络和BP神经网络的预测误差接近,但前者的训练误差要比后者平滑。

PDM技术在产品开发过程中的应用

产品数据管理(PDM)技术可以对产品相关信息以及产品相关过程进行管理和控制。文章论述了PDM技术的主要功能以及基于PDM技术的产品开发过程,指出产品结构与配置管理是PDM及CAD、CAE、CAM集成的基础。文章尝试将PDM技术应用于潜油螺杆泵采油系统设计中,通过创建产品结构树实现对产品及其零部件的管理和操作。应用实践表明,在产品开发过程中灵活运用PDM技术可以实现产品信息的有效管理并提高产品开发效率。

潜油螺杆泵采油系统中推力轴承有限元分析

推力轴承是潜油螺杆泵采油系统中在机组下潜深度、抽汲原油粘度等因素约束下决定系统使用寿命的关键部件.为了在苛刻的径向尺寸限制下尽可能提高轴承的抗高温承载能力,分析了前期生产应用中轴承的破损原因,从结构和材料两方面入手,提出几种不同的改进设计方案.应用ANSYS有限元分析软件对不同方案的接触问题进行了研究,通过分析结果的比较,确定在512″油井中选取无保持架,滚珠半径为10 mm,个数为8个的推力球轴承为最佳方案.

潜油电机驱动采油技术的发展

介绍了国内外潜油电泵、潜油螺杆泵采油技术的应用与发展状况,简要分析了其系统结构与工作原理,总结了影响系统总体效率的主要因素,并结合新型驱动器与采油技术的发展,提出了研究、开发新潜油电机驱动采油技术的重要性。

潜油螺杆泵采油系统数字化设计平台的开发研究

阐述了数字化设计技术的内涵和重要性,分析了潜油螺杆泵采油系统研发中存在的问题,应用数字化设计技术建立了具有设计、分析和数据管理功能的潜油螺杆泵采油系统数字化设计开发平台。介绍了潜油螺杆泵采油系统数字化设计开发平台的基本构成和特点。

电动潜油螺杆泵专用联轴器运动学建模

通过对电动潜油螺杆泵专用联轴器输入轴和输出轴的运动分析，得到了输入轴动坐标系和输出轴动坐标系之间的坐标变换（专用联轴器输入轴和输出轴的运动学模型），该变换是经3次间接变换而得到的，即动→静→静→动。运用Matlab对运动：寺．程进行了仿真，结果认为专用联轴器输入轴和输出轴之间的运动是空间圆锥体运动，随着旋转角θ在0～360°旋转，输出轴以半径e绕输入轴做圆周运动。

基于改进蚁群算法的深井采油管内减速器优化

将基本蚁群算法和内点惩罚函数法结合在一起,创造性的提出"爬楼梯"寻优模型,成功地将蚁群算法应用于采油管内减速器优化设计当中.解决了蚁群算法不能用在多变量、有约束优化中及多离散点时收敛速度慢等难题,为机械优化设计提供一种新思路.

潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统研究

以潜油直驱螺杆泵为代表的无杆举升技术的应用范围越来越广,但是潜油直驱螺杆泵难以检查运行状态,导致运行成本增加。为此,设计了潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统。该系统可监测井下的温度和压力信息,提前发现系统故障,保证系统的正常运转,并为故障诊断提供依据。工况监测系统采集井下的温度压力信号,将信号调制后采用电力载波的方式通过动力电缆将信号传递到地面,并解调显示在地面设备上。试验中井口显示的数据与实测数据误差在1%以内。该系统可以准确监测到井下信号并且可以正确地在井口显示,为潜油直驱螺杆泵的稳定运行提供了保证。

电动潜油螺杆泵保护器轴承载稳定性

电动潜油螺杆泵减速器保护器轴的多点扶正构成非均布多铰支撑,直接采用欧拉公式难以准确分析轴的失稳状态,利用有限元法分析轴的稳定性,给出22.2mm与30.0mm保护器轴的第一次、后继二次失稳临界力.结果表明,在轴向压力作用下,保护器轴处在第一次失稳之后、后继二次失稳之前工作;提供的失稳波形对优化保护器结构有指导意义.

电动潜油螺杆泵采油系统特点及应用

随着油田开发的逐步深入 ,为满足油田开发的需要 ,各种难动用储量 (稠油井、出砂井 )逐步投入开发 ,给采油工艺的配套提出了新的要求。电动潜油螺杆泵的研制就是在上述背景下提出的。电动潜油螺杆泵与地面驱动螺杆泵、潜油电泵相比具有许多特点 ,经现场应用表明 ,对于稠油出砂的斜井、定向井和水平井的开采具有无可比拟的优势。

小排量潜油直驱螺杆泵采油技术研究与应用

位于鄂尔多斯盆地的长庆油田是世界上典型的"三低"油田,以定向井开发为主(占90%以上),采用抽油机有杆泵举升工艺,单井产液量低,存在杆管偏磨问题,效率提升困难。针对上述问题,开展了潜油直驱螺杆泵无杆采油技术研究与试验。研制出100mm小直径低转速大转矩潜油永磁同步电机,去掉了机械减速机构;设计应用"胶囊+沉淀"复合式电机保护器,提升了在斜度较大井段的适应性;借助GPRS终端平台实现系统的远程实时闭环监控,提升了系统的可靠性。开展了15口井矿场试验,最长连续生产时间973d,最大下深1 704m。相比应用前,泵效提高35%,系统效率提高2.5%,节电率33.3%。

基于BP神经网络的电潜螺杆泵抽油工况诊断研究

电潜螺杆解决了地面驱动螺杆泵杆断脱、管杆偏磨的问题,具有能耗低、维护简单等优点,由于缺乏工况实时分析诊断的方法,难以及时发现井下机组工作状态和故障原因。本文根据地面驱动螺杆泵系统典型故障,结合电潜螺杆泵系统的结构和特性,构建了工况诊断训练和测试集样本,建立了故障工况征兆矢量与工况类型之间的映射关系,形成了基于神经网络的电潜螺杆泵抽油工况诊断方法及系统,并在实际生产得到了验证。

电潜螺杆泵过程控制故障模型与智能诊断方法

故障诊断指标具有非线性可分相似性、故障与征兆关系不确定性等特点,使得电潜螺杆泵机组难以有效进行现场故障诊断。基于统计过程控制拓展判异准则和经验判断、多参数规则图版、故障权重因子和现场采集数据归一,构建电潜螺杆泵机组现场故障诊断模型,并提出一种多参数过程控制的故障诊断方法。将电潜螺杆泵机组运行和故障类型划分为12种工况,选取电参数、生产参数等7种表征油井生产工况的特征参数,确定现场故障工况判断准则和权重因子,结合过程控制拓展判异准则判断趋势和数据反馈,分析并输出最大概率的故障。依据新疆油田20余口故障井现场所测参数进行实例计算与验证分析,结果表明多参数过程控制与数据反馈现场故障诊断系统具备较强分析功能和直观表现性,能够准确识别电潜螺杆泵机组故障。该方法可为及时诊断和准确判定电潜螺杆泵机组现场运行工况及其故障提供了理论依据和技术支持。

节能高效无杆采油技术在难采区块创新应用与规模推广

电动潜油螺杆泵在刘官庄油田实现了稠油冷采和难采储量的效益动用。刘官庄油田井产液粘度高,单井产液低,井筒流动阻力大,主体采用抽油机有杆泵配套电加热工艺生产,系统运行能耗高,单井年耗电达到35万度,面临着高粘稠油井长效生产和节能降耗的技术需求。通过综合比选,优化应用电动潜油螺杆泵采油技术,研究建立了考虑井筒温度场分布的高粘流体管流摩阻计算模型,实现了原油粘度25400 mPa s无辅助降粘措施稠油冷采,大幅度降低了运行能耗,平均节电率达到92%。通过在稠油区块规模推广应用,取得了“提质增效、降本降耗”的突出成效,为稠油难采区块的效益开发动用和复杂井况油井的工艺配套提供了有效的技术途径。

电潜螺杆泵在携砂开采厄瓜多尔重油油藏中的研究与应用

介绍了电潜螺杆泵的工作原理及技术特点,阐述了其关键部件——减速装置、弹性体（定子）和柔性轴的选取原则和方法。厄瓜多尔F-S油田电潜螺杆泵开采重油油藏先导性试验结果表明,该技术极大地提高了油井检泵周期,将其由48d提高到了600d,是携砂开采重油油藏一种经济、可行的方法。

投捞电缆式电潜螺杆泵在页岩油中的应用

新疆油田吉木萨尔页岩油井区前期试验应用电潜螺杆泵生产,这种无杆泵举升工艺解决了有杆泵存在的断杆及偏磨等问题,对稠油出砂井具有良好的适应性,但却存在电缆与油管捆绑作业困难、起下管柱过程中电缆易损伤的问题。非金属敷缆管+电潜螺杆泵可以有效解决油管捆绑作业难及损坏问题,但在油液粘度过大时提下困难、打捞难度大。因此试验投捞电缆式电潜螺杆泵举升工艺,生产时将电缆从油管内下入井内并与井下电缆接头组件对接,需要起泵时再从油管内提出,实现电缆在油管内通过投捞的方式提下作业。介绍了投捞电缆式电潜螺杆泵举升系统,对现场应用效果进行了分析。新疆油田页岩油井区目前应用23口井,电缆投捞对接成功率100%,同时具有智能控制、节能降耗、安全环保的优点,值得扩大应用规模。