基于电参数法的抽油机示功图采集系统的研究与应用

【摘要】抽油机的示功图是用来判断抽油机井工作状况的重要手段之一。但是传统的示功图采集方法并不能及时的反映出抽油机的示功图,从而影响工作人员对故障做出诊断。而现有采油现场中抽油机的数量较大、分布较广、故障诊断自动化程度低并且实时性较差,使用常规方法和设备进行数据采集需要耗费大量的财力和物力。因此,提出一种新的测量方法迫在眉睫。本文中提出了一种新的测量方法,即通过电参数法测量抽油机的实时示功图。本方法包含硬件设备和软件系统,从而提高示功图采集的实时性和便捷性,以至于能够进一步进行针对抽油机工作状况的分析和诊断。首先,从抽油机机械部分的瞬时功率和损耗进行分析。针对游梁式抽油机在工作过程中四连杆机构的功率损耗,皮带的功率损耗,减速箱产生的损耗以及电机中产生的损耗进行分析之后,得出以下结论：对于正在进行周期运动时的抽油机系统来说,它的机械损耗可以理解为一个对示功图测量影响不大的固定值。从而也从侧面印证了通过电参数法能够较为准确的反映游梁式抽油机的示功图。其次,建立了游梁式抽油机在工作过程中的悬点位移的函数关系式,并进行公式推导,分别推演出了电流与光杆载荷的关系,以及悬点载荷与位移之间关系两者的函数关系式。从理论上严格的阐述了游梁式抽油机在运动过程中各部件间的做功关系和状况,同时根据函数关系进一步得出本设计中通过电参数法测量抽油机示功图的方法是切实可行的这一结论。最后,构建了电参数法采集游梁式抽油机示功图的采集系统。该系统包括硬件系统部分和软件仿真部分。其中硬件系统主要用于对抽油机工作时的电参数和位移参数进行采集,软件系统则将采集到的数据通过MATLAB对示功图进行还原。并与实际测量的示功图进行对比,符合率达到了90%以上。较好的说明了本研究方法在油气生产中能够较为准确的反映出游梁式抽油机的示功图,从而达到了本研究的研究目的。
【作者】祝朝坤；
【导师】曹洁；龚仁彬；
【作者基本信息】兰州理工大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】电参数；示功图采集系统；抽油机；

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