毕业设计_抽油机结蜡故障预报系统的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

型的建立游梁式抽油机的结构抽油系统的工作原理电流与悬点载荷关系的数学模型的建立悬点位移数学模型瞬时功率数学模型悬点载荷与电流及位移关系功率消耗数学模型预报系统的设计与分析数据采集系统测量结果分析结论致谢参考资料附录附录系统设计接线图东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页附录数据采集程序附录捷尼特部分地址列表附录外文资料翻译东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页绪论选题的背景我国大部分油田开采出的原油为三高原油，即高含蜡高凝点高粘度。

油气体系中蜡质等有机固相的沉积直是石油工业界所面临的严峻问题，在油田的生产开发和油品运输等各个生产环节，原油中的蜡沉积问题都普遍存在，油气藏储层开采设施集输管道以及加工设备中都会出现有机固相沉积现象。

尤其是有杆抽油机在生产中的结蜡问题，给油田正常的生产造成不少的危害和损失。

判断油井结蜡的主要依据是以悬点载荷为纵坐标，以悬点位移为横坐标所画出的图形，即示功图，但是目前大多数油田只能通过人工巡井来查看抽油机的工作状态，观察井口回压和油温，估算抽油机运行率，若发现抽油机工作异常油井不出油等故障，则立即停机。

必要的时候用种测量示功图的仪器即示功仪测试油井的示功图，可是这样就必须要先把抽油机停机，然后把示功仪挂上去，再开机，测试完后要再停机，取下示功仪，让抽油机正常工作。

最后根据示功图来判断油井的工作状况，是否结蜡等。

但这种人工巡查方式，每天的巡查次数为有限，不能及时发现抽油机是否结蜡，抽油机运行时率的估算误差大，不能满足现代油田生产的需要。

因此，实现抽油机结蜡现象的实时诊断和预报已经成为现代油田的迫切需要。

有杆抽油是应用最为广泛的种传统机械采油方式，也是迄今在采油工程中直占主导地位的人工举升方式。

目前在我国多口机采井中，有杆抽油机井约占。

据统计，我国有杆抽油系统效率仅为左右。

若系统效率提高，每口抽油井实用功率按计，每天可节电。

而抽油机结蜡是影响系统效率的个重要因素，如果能在结蜡对生产产生影响之前就能把结蜡现象提前预防出来，并做出对应的预防措施，这将对系统效率的提高有很大的帮助。

这不仅能显著提高企业的经济效益，而且在能源十分紧张的今天也具有十分重要的战略意义。

因此，本论文结合油田生产实际，以游梁式抽油机系统为对象，研究结蜡问题在石油生产中的预防。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页影响油井结蜡的因素及规律原油中含蜡量越多，蜡分子的碳数越大，结蜡越严重，这是油井结蜡的内因，而影响结蜡的外因是多方面的，概述如下原油性质对结蜡的影响原油中轻质馏分越多，溶蜡能力越强，析蜡温度越低，越不容易结蜡。

当压力下降，降到泡点以下时，天然气分离出来，降低了原油溶蜡能力，析蜡温度上升，结蜡转为严重。

温度对结蜡的影响当温度保持在析蜡温度以上时，蜡不会析出，就不会结蜡，而温度降到析蜡温度以下时，开始析出蜡结晶，温度越低，析出的蜡越多但是，析蜡温度是随开采过程中原油组分变化而变化的。

当压力降到泡点以下时，天然气开始分离出来，由于天然气的气化过程和压力降低天然气膨胀都要吸热，使温度下降，更促进结蜡。

原油中胶质和沥青对结蜡的影响实验表明，随着胶质含量增加，析蜡温度降低。

这是因为胶质本身是活性物质，它可以吸附在蜡晶表面，阻止蜡晶长大，而沥青是胶质的进步聚合物，不溶于油，成极小颗粒分散于油中，对蜡晶起到良好的分散作用，由此可见，由于胶质沥青的存在，蜡晶虽然析出，但不容易聚合沉积。

但是，有胶质沥青存在时，沉积的蜡强度明显增加，不易被油流冲走，又促进了结蜡，由此可见，胶质和沥青对结蜡的影响，是矛盾的两个方面，既减缓结蜡，又促成结蜡，就看哪个矛盾方面占主导地位，就起哪方面的作用。

原油中的机械杂质和水对结蜡的影响众所周知，有晶核存在时，会促使结晶加快，而机械杂质和水的微粒都会成为结蜡核心，加速结蜡。

但随着含水上升，会在油管壁上形成水膜，使析出的蜡不容易沉积在管壁上，减缓结蜡。

矿场实践和室内试验证明，当含水增加到以上时，会产生水包油乳化物，蜡被水包住，阻止蜡晶的聚积而减缓了结蜡。

流速和管壁特性对结蜡的影响室内试验证明，流速与结蜡量的关系呈正态分布。

开始随流速升高，结蜡量随之增加，当流速达到临界流速以后结蜡量反而下降。

这主要是开始流速增加，单位时间通过的蜡量也增加，析出的蜡量也多，所以结蜡严重。

而达到临界流速以后，由于冲刷作用增强，析出来的蜡晶不能沉积在管壁上，而减轻了东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页结蜡速度。

由图中还可以看出管材不同，结蜡量也不同，管壁越光滑越不容易结蜡，表面亲水的比亲油的更不容易结蜡。

国内各油田的油井均有不同程度的结蜡现象，总结分析，大致有如下规律原油中含蜡量愈高，油井结蜡越严重。

油井开采后期较开采初期结蜡严重。

高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重或不结蜡，反之，结蜡严重。

油井见水后，低含水阶段结蜡严重，随含水量升高到定程度后结蜡减轻。

表面粗糙的油管容易结东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页中文译文基于支持向量机的梁式抽油机节能控制系统中国的油田大多为陆地油田。

因此，如何将地下的石油发掘并储存是个十分尖锐的问题。

这是中国石油开采与世界绝大多数地区不同的地方。

中国的石油储层大多属于低渗透类型，这也决定了它的低产油能力。

尤其是富油井十分稀缺，少有的喷油井的采油率也属于中下等。

大多数油田都采用注水驱油的办法。

注水驱油是指使用油田区域的注水井不断的向油井下注入定压力的水，以此使油井的压力升高。

然后存在于岩石孔隙的石油会被水挤压出来，以此达到注水驱油的目的。

当石油被置换出油井之后，梁式抽油机将这些石油抽出地面。

而石油生产中的主要能量消耗就是水驱油需要的能量和油梁机抽油所消耗的电能。

因此，游梁式抽油机的节能研究也就得非常关键和必要。

般来说，梁式抽油机的功率是根据油田的最大抽油量外加部分设计余量来选定的。

但随着石油开采的不断继续，石油产量逐渐降低，同时油井内的液体水平低也在逐渐下降。

因此，如果泵中的石油填充率十分低，那么抽油机组运行效率也会很低，甚至有时泵会运行在空转状态，如果泵组的低效率和空转运行问题不能得到控制，那么将会浪费大量的电能。

对于低渗透和低泄水预期的油井，梁式抽油机节能的有效方法是动态控制抽油机泵机组停机时间，以达到节能的目的。

传统的停机时间控制方法是由有经验的工人手动的来开启或关闭抽油泵机组，这样梁式抽油机的运行工作频率就是不可调整的。

这些方法可以在定程度上实现节能，但也存在着很大的问题。

比如说如果停止时间过长会影响石油产量，而停止时间过短则会导致油率负载率低甚至空转，影响效率，因此能量浪费仍在定范围内存在。

因此，传统方法并不能解决梁式抽油机对油井负茶变化的动态响应问题。

它并不能实现更好的节能效果，还可能影响石油产量。

考虑到在注水油田中游梁式抽油机的节能控制是个非常复杂，非线性系统，并且实际环境十分复杂，经典的控制方法无法解决这个问题。

而智能控制策略并不需要个完整的数学模型对象。

它可以用来控制复杂的系统，具有非线性，时变的特点，这就为梁式抽油机节能控制的提供了个好的办法。

误差反向传播神经网络是近年来兴起的门新技术，它拥有拟合非线性函数的能力，这点无论是在理论上还是在实践中都已经被证明。

网络是整体接近网络的东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页种。

它可以在网络训练时，对每组输入输出数据进行权值调整，它可以以网络学习速度变慢。

另方面，神经网络也存在些问题，如些收敛到局部极小问题，过拟合和人工神经网络结构总是由经验决定，因为它没有个良好的指导理论。

因此，由神经网络建立的模型可能会导致在优化控制中的。

支持向量机是由新近提出的个理论，它基于统计学习方法，采用了结构风险最小化的原则，避免了相对极小值，有效的避免了过度学习，同时保证了很好的泛化能力和较强的预测精度。

的特殊优势于解决有限样本非线性函数和多维模式识别的问题，这使之成为个极为优秀的机器学习方法。

因此，在本文中，将支持向量机回归算法应用到梁式抽油机的节能控制中。

毕业论文抽油机结蜡故障预报系统的设计系别自动化工程系专业名称自动化班级学号学生姓名李宪英指导教师王宏伟年月日东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页抽油机结蜡故障预报系统的设计摘要由于我国的油田大多数为三高油田，即高含蜡，高凝点，高粘度。

因此，我国的抽油机采油都普遍存在油井的结蜡问题，严重的影响了油井的生产效率，增加了抽油成本。

因此，预防抽油机的结蜡现象，是目前石油生产者普遍关心的个问题。

本文针对这问题进行了深入的学习和探讨，得知判断油井结蜡的主要依据是示功图。

可是在已经开发的些油井监控系统中，人们普遍通过示功仪来画出示功图。

由于示功仪是采用测力传感器的原理制成的，这种测量方式使测力传感器长期处于拉伸过程中，容易引起弹性系数发生变化，并且容易出现故障，使成本增高。

本文针对这个问题，以游梁式抽油机为模型，采用了数学建模的方法，以能量守恒为基础对游梁式抽油机的运动规律进行了分析，建立了抽油机电机参数与悬点载荷及悬点位移之间的数学关系，使得不用示功仪就能画出示功图成为可能。

并且设计了在线测量抽油机电机参数的系统，成功的进行了现场测试，取得了不错的效果。

整篇文章以示功图数学模型的建立和抽油机电机参数的在线测量系统的设计为核心，通过了系列的公式推导和设计，最终设计了套可以预防抽油机结蜡现象的系统，并得到了实际的验证。

因此本文对预防抽油机井结蜡，提高油田的生产效率具有定的参考价值和实际应用价值。

关键词抽油机，结蜡，预报，示功图，系统设计东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页，东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页目录绪论选题的背景影响油井结蜡的因素及规律国内外清防蜡技术的发展概况本文工作的目的和意义结蜡现象分析判断结蜡的依据示功图的分析结蜡现象的分析结蜡的危害结蜡预报数学模型的建立