定向井有杆抽油泵系统诊断模型建立.pdfVIP

( ) 20 10年 　第 34 卷 　　　　　　中国石油大学学报 自然科学版 　　　　　　　　Vol. 34　No. 2 　第 2期 　　　　　　　　Jou rnal of Ch ina U n iversity of Petro leum 　　　　　　　　Ap r. 2010 　　文章编号 :(20 10) 02 013006 定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建立 王 　凯 (西安理工大学 机械及精密仪器学院 ,陕西 西安 710048) 摘要 :考虑井眼轨迹的井斜角 、方位角 、油液等对杆柱抽汲运动的影响 ,从定向井的多级混合杆抽油杆柱上选取微元 体 ,对该微元体做动力学分析 。建立反映抽油杆柱动态变化的波动方程 ,作为有杆抽油泵系统故障诊断的初始动力 学模型 。对整个杆柱采用变步长取样和多级杆柱的分界面处特殊处理 ,利用有限差分法求解偏微分方程 ,得到杆柱 上分界面处和均质段任意位置处的位移表达式 。确定初始条件和边界条件 ,经差分和迭代计算获得抽油泵柱塞位 移表达式和载荷表达式 ,完成最终的建模 。以油田提供的 4 口油井的相关数据为例 ,代入诊断模型得到了泵功图并 对其进行故障诊断 。结果表明:定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建模方法是正确可行的 ,数学模型应用可靠 ,能 够支持基于知识和基于数据分析的故障诊断方法 。 关键词 :建模分析 ; 抽油杆柱 ; 波动方程 ; 泵功图; 故障诊断 中图分类号 : TE 833　　　文献标志码 : A 　　　doi: 10. 3969 / j. issn. 20 10. 02. 026 M odeling m ethod for fault d iagnosis to sucker rod pum p ing sy stem in d irectiona l well WAN G Kai ( F acu lty of M echan ica l and P recis ion Ins trum en t E ng ineering, X ian Un ivers ity of Technology, X ian 7 10048, Ch ina) A b stract: Con sidering the influence s of deviation angle, azim u th angle and oil on swabb ing motion, the infin ite sim al was se lected from the m u ltistage sucker rod string of directional well. The infin ite sim al wa s analyzed. The wave equation reflecting the rod strings dynam ic movem en t wa s estab lished and acted as an in itial k inetic model for fau lt diagno sis to sucker rod p um p ing system. Samp ling w ith variab le step m ethod from the who le rod and executing a sp ecial treatm en t at the interface of m u l tistage rod, the fin ite differenc