Целью работы является повышение эффективности эксплуатации погружного оборудования скважинной штанговой насосной установки (УСШН) за счет оперативной диагностики состояния. Разработан алгоритм пересчета в динамограмму зависимости потребляемой мощности электропривода станка-качалки от перемещения точки подвеса колонны штанг (ваттметрограммы) на основе анализа технологических временных рядов накапливаемых параметров. Анализ данных ваттметрирования позволяет определить состояние наземного и подземного оборудования УСШН. К достоинствам ваттметрирования относится простота измерения и отсутствие затрат на дополнительное оборудование для регистрации параметров усилия в точке подвеса колонны штанг. Недостатком являются повышенные требования к характеристикам производительности вычислительного ядра контроллера станции управления УСШН для реализации алгоритмов диагностики.
Рассмотрена проблема аппроксимации функциональной связи отсчетов динамограммы и ваттметрограммы, которая не позволяет применять хорошо известные методы диагностики по динамограмме, рассчитанной по данным ваттметрирования. Предложен алгоритм пересчета ваттметрограммы в динамограмму на основе известной временной зависимости положения штока и уточненной кинематической модели станка-качалки. На основе массива мгновенных значений активной мощности за один период качания, полученных равномерно через одинаковые промежутки времени c момента начала хода плунжера вверх, и физических параметров станка-качалки, рассчитываются ход точки подвеса штанг и усилие в точке подвеса колонны штанг. Для устранения недостатков алгоритма пересчета, использующего кинематическую модель, предложена нейросетевая аппроксимация функциональной зависимости отсчетов ваттметрограммы и динамограммы.
Показана возможность контроля и диагностики состояния наземного и подземного оборудования установки с помощью модуля интеллектуальной предобработки данных ваттметрирования в задаче управления режимами работы добывающей скважины.
Список литературы
1. Чигвинцев С.В., Чигвинцева А.С. Виртуальные датчики для системы управления штанговой глубинной насосной установкой. В кн. Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: сб. научн. трудов II Всероссийской научно-технической конференции. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 197–200.
2. Совершенствование диагностики УСШН на основе интеллектуального анализа данных динамометрирования / К.Ф. Тагирова, А.М. Вульфин, А.Р. Сабитов, Н.Б. Ахметов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2014. – № 11. – С. 23-28.
3. Хакимьянов М.И., Пачин М.Г. Мониторинг состояния штанговых глубиннонасосных установок по результатам анализа ваттметрограмм //Нефтегазовое дело. – 2011. – №. 5. – С. 26–36.
4. Кричке В.О. Измерительная информационная система для скважин, оборудованных станками-качалками ИИС-СК // Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности. – 1976. – № 11. – С. 16–18.
5. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Автоматический контроль и диагностика скважинных штанговых насосных установок. – М.: Недра, 1988. – 232 с.
6. Дрэготеску Н.Д. Глубиннонасосная добыча нефти. – М.: Недра, 1966. – 294 с.
7. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. – М: Финансы и статистика, 2004. – 344 с.
