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高粘度泵测试技术攻关方向以及国内测试技术进展

2020-08-18 12:54:30
新闻详情

{一}、高粘度泵测试技术攻关方向
  尽管现阶段我国测试技术及仪器同相比存在的差距,但同时也应看到,随着市场的开放和融合,加之国内制造业的兴起和自主创新模式的发展,为国内高粘度泵工况测试技术及仪器设备的振兴提供了现实的机遇。
  1、加强信息技术的应用研究
  利用计算机信息处理技术提供的同步平台,充分发挥其数据处理优势,实现基于大规模数据处理的测量原理和算法。以计算资源补偿机械系统性能,以数据处理成本降低机械硬件系统成本。例如新型的高粘度泵综合测试系统可以充分利用便携式计算机系统的巨大资源,在全工作空间,补偿旋转机械系统的运动误差,在测试及安装方法不变的情况下,显著提高光杆载荷的测试精度。
  2、重视新兴元器件的
  充分借助新型器件的性能,比如近年来获得广泛关注的基于MEMS工艺的集成多参数传感器、压力传感器、微惯性传感器、光纤传感器等器件能显著降低测试仪器设备对机械制造水平的依赖,大幅提高和测试仪器设备性能。例如采用高性能的数字涡街器件作为传感器,配合合理的模型及解算方法就可以利用器件自身的制造工艺,设计出无需机械结构的高度高粘度泵井产量测试计量系统。
  3、着重发展新型传感原理及技术
  随着高粘度泵井的管理技术水平的提高,对高粘度泵井工况的监测力度和诊断精度的需求也不断提高,但这些问题都最终归结于诸如产量、载荷、压力和能耗等主要油井生产参数的传感原理和测量传感器研究上的创新。在未来一段时间内,高粘度油泵工况测试领域内研究的问题将主要集中在传感原理、数字化测量、超测量等方面。其中将涵盖非接触及数字化测量,石油机械测试类仪器仪表“有界”统一模型的建立及实现,产量与杆柱载荷的测量,微米、纳米级超测量标准及相关测量理论研究等内容,上述问题的研究也是油井测试技术研究领域内活力、最有代表性的研究方向。
  {二}、国内高粘度泵工况测试技术进展
  1982年,由美国Kois&Myers公司作为一种举升工艺配套技术提出,该技术产生于高粘度泵举升工艺配套技术发展初期,衍生于抽油机井测试技术,具有相当长的历史,应用广泛。测试方式属于直接测试方法,测试参数包括油井产液量、动液面、油(套)管压力和驱动电机电流,通过建立在不同工况下各参数的对应变化关系,判断油井正常、管漏、油管(杆)断脱和工作参数异常等工况,方法简单、直观,利用量液管、液面回声仪、压力表和钳型电流计等一次仪表便能完成全部测试工作,但较易受人为因素干扰。由于经常关闭井口阀门进行鳖压测试,对操作会带来不利影响。
  2、电参数测试技术
  该技术自19世纪30年代高粘度泵诞生之日起就已经存在了,是基于抽油机井能耗分析的一种比较成熟的测试技术,测试参数主要包括三相电流、工作电压、输入(出)电功率和功率因数等,通过监测电功率的有功分量与无功分量的变化规律,揭示油井生产系统在不同丁况下的负载与能耗的对应关系。由于测试部位位于电控箱内,测试数据的采集、存储和传输比较容易,适合长期监测与远程监控,应用前景可观。
  3、光杆载荷刚试技术
  该技术产生于1980年末期,成熟于高粘度油泵杆管环空流条件下杆柱动力学理论研究比较完善时期,近年在国内发展很快。通过实时采集井口光杆传感器的扭矩、轴向力和转速参数,经过数模转化传输给测试主机进行油井工况测试。为仪器的综合测试功能,采用系统集成方法,把电参数、井温、油套压及动液面等测试单元以模块组合的方式整合为一体。扭矩、轴向力测试精度达到0.5级,光杆转速精度接近l级。由于测试系统供电普遍使用机载充电电池,无法测试系统长期连续监测。
  4、机械振动测试技术
  该技术最早始于20世纪70年代初期大型汽轮发电机组的测试,20世纪90年代末期应用于高粘度泵举升领域,处于现场小规模应用阶段。通过采集油并不同采样点机械振动信号,分析信号频谱的时域、频域,去除噪声信号干扰并建立油井在不同工况下的特征频谱,能够、真实、地反映机械设备运行工况。通过井下传感器测量井筒温度、流量、油(套)管压力等参数,电磁发生装置定期产生机械振动信号,并由下人地层的信号接收装置采集经过数模转化传输给测试主机,实现对油井工况的连续监测。