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        調(diào)整功圖采集方式分析應(yīng)用

        2014-11-03 13:41:48張蘅瑜張興利喬志剛王守理
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年32期

        張蘅瑜 張興利 喬志剛 王守理

        摘 要:通過示功圖圖形分析對(duì)功圖采集方式的調(diào)整,掌握深井泵的工作情況,及時(shí)診斷生產(chǎn)異常井不正常原因,為修井檢泵作業(yè)施工、機(jī)抽參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù),以及為油井、油區(qū)動(dòng)態(tài)分析提供重要第一手資料。

        關(guān)鍵詞:抽油機(jī)控制器;位置開關(guān);示功圖;上死點(diǎn)

        1 概述

        抽油機(jī)控制器(RPC)廣泛應(yīng)用于沙漠油田作業(yè)區(qū),抽油機(jī)控制器由主控制器加電臺(tái)、電臺(tái)電源和保護(hù)箱組成,結(jié)合負(fù)荷傳感器、位置開關(guān)、電流和壓力變送器、溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)示功圖、電流圖、油井壓力、溫度檢測,抽油機(jī)電壓、電流檢測,井下油溫、井下油壓的檢測。根據(jù)參數(shù)的變化來控制抽油機(jī)的運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的空抽、間出、負(fù)荷超限、連噴帶抽等多種控制。它既可獨(dú)立工作,也可方便地聯(lián)入控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測控,形成SCADA系統(tǒng)。

        示功圖是油田對(duì)油井實(shí)施管理的重要依據(jù),是油田的一項(xiàng)經(jīng)常性的檢查項(xiàng)目??焖贉?zhǔn)確方便地獲取功圖對(duì)于及時(shí)了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機(jī)的工作狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)卡桿、斷桿等故障,保持采油產(chǎn)量、減少電量消耗都具有非常重要的意義。

        2 功圖采集的原理

        抽油機(jī)控制器的示功圖采集是通過負(fù)荷傳感器輸出的負(fù)荷(P)與位置開關(guān)確定的光桿位移(S)的變化來繪制的。抽油機(jī)控制器監(jiān)測位置開關(guān)閉合一次,即抽油機(jī)運(yùn)行一周期,通過RPC在曲柄位于下死點(diǎn)時(shí)確定驢頭的上死點(diǎn),以來確定示功圖的(C)上死點(diǎn)。

        理論示功圖為平行四邊形ABCD,曲線圈閉的面積的大小表示泵做功樣的多少。ABC為上沖程載荷變化線,AB為加載線,在加載過程中游動(dòng)凡爾和固定凡爾同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài);在B點(diǎn)以后加載完畢,油桿、油管變形結(jié)束,活塞與泵開始發(fā)生相對(duì)位移,同時(shí)固定凡爾打開,液體進(jìn)入泵筒讓出的空間,BC為泵的吸入過程,在此過程中游動(dòng)凡爾一直處于關(guān)閉狀態(tài)。CDA為下沖程載荷變化線,CD為卸載線,在卸載過程中游動(dòng)凡爾和固定凡爾同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài);在D點(diǎn)以后卸載完畢,油桿、油管變形結(jié)束,活塞與泵開始發(fā)生向下相對(duì)位移,游動(dòng)凡爾被頂開而開始排液,DA為泵的排出過程,在此過程中固定凡爾一直處于關(guān)閉狀態(tài)。

        通過位置開關(guān)及上死點(diǎn)的檢測折算出連續(xù)位移變化,由此得到負(fù)荷隨位移的變化關(guān)系(示功圖)。示功圖包括三類:啟抽功圖、停抽功圖、當(dāng)前功圖。啟抽功圖為抽油機(jī)啟抽后連續(xù)的5幅功圖,由此可看出啟抽后功圖的變化情況;停抽功圖為抽油機(jī)停抽前連續(xù)的5幅功圖,由此可看出停抽前功圖的狀態(tài);當(dāng)前功圖為最新的1幅功圖。中控室有相應(yīng)命令讀取以上各類功圖。

        3 原因分析

        目前抽油機(jī)控制器大多采用位置開關(guān)安裝在抽油機(jī)減速箱底座左側(cè),當(dāng)曲柄上的磁鐵通過此處的位置開關(guān)吸合,抽油機(jī)控制器(RPC)確定上死點(diǎn)(C),同時(shí)認(rèn)為抽油機(jī)運(yùn)行一個(gè)行程。而這時(shí)驢頭正從C點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)行的某個(gè)位置上,而抽油機(jī)控制器(RPC)確定的上死點(diǎn)(C)會(huì)向下偏移,其他各點(diǎn)A、B、D點(diǎn)都會(huì)發(fā)生相對(duì)位移,影響功圖采集的準(zhǔn)確性。

        圖3 改造前位置開關(guān)的安裝圖

        當(dāng)位置開關(guān)出現(xiàn)故障和磁鐵移位時(shí),維護(hù)人員需停機(jī)過驢頭上死點(diǎn)處,鉆入電機(jī)與減速箱底座之間維護(hù)和調(diào)整磁鐵與位置開關(guān)之間的距離和方位,這樣在維護(hù)中,由于操作不便,抽油機(jī)的停抽時(shí)間會(huì)很長,同時(shí)要一人拉緊剎車,將剎車保險(xiǎn)鎖上以防止抽油機(jī)傷人,這樣會(huì)帶來極大的不便和安全隱患。

        4 解決方案

        經(jīng)過現(xiàn)場條件與技術(shù)要求的考證,通過將位置開關(guān)調(diào)整至減速箱輸出軸處下方的護(hù)欄處加以固定,磁鐵安裝于曲柄外側(cè)。這樣當(dāng)曲柄位于最下點(diǎn)時(shí),位置開關(guān)閉合,抽油機(jī)控制器準(zhǔn)確的確定驢頭上死點(diǎn)即深井活塞的最高點(diǎn)。這樣就能準(zhǔn)確的確實(shí)功圖采集中的位移,與載荷的變化從而繪制出示功圖。通過參照動(dòng)液面測試資料和油井計(jì)量資料,準(zhǔn)確分析當(dāng)前油井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及深井泵的工作狀態(tài)。

        圖4 調(diào)整后安裝示意圖

        位置開關(guān)移至護(hù)欄處,安裝維護(hù)就可以在抽油機(jī)外部操作。將抽油機(jī)停好位置,就能很方便地判斷位置開關(guān)的好壞,維護(hù)和更換都可以在外面從事操作。從而大大降低安全風(fēng)險(xiǎn)及停機(jī)時(shí)間,最小程度的影響油井的產(chǎn)量,保證了操作人員的安全。

        5 結(jié)束語

        安裝位置的改造,最主要的是保證抽油機(jī)采集功圖的準(zhǔn)確性,通過示功圖圖形分析,同時(shí)可以參照動(dòng)液面測試資料,掌握深井泵的工作情況,及時(shí)診斷生產(chǎn)異常井不正常原因,為修井檢泵作業(yè)施工、機(jī)抽參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù),以及為油井、油區(qū)動(dòng)態(tài)分析提供重要的第一手資料。

        參考文獻(xiàn)

        [1]采油工藝技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社,2006,5.

        [2]游梁式抽油機(jī)技術(shù)與應(yīng)用[M].石油工業(yè)出版社,2001,4.

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