Вдосконалення ватметрографічних методів діагностування штангових глибинно-насосних установок для видобутку нафти та розробка технічних засобів для їх реалізації

Abstract

Робота присвячена питанням контролю технічного стану штангових глибинно-насосних установок. Акцентована увага на використанні ватмегрографічних методів діагностування ШГНУ. З цісю метою проведене вдосконалення ватметрографічного методу та розроблені технічні засоби для контролю технічного стану штангових глибинно-насосних установок. Запропонована методика дозволяє об’єднати переваги двох відомих методів діагностування І1ІГНУ -динамографічного та ватметрографічного, забезпечивши при цьому визначення більшої кількості технічних станів об’єкта діагностування. Дана методика дозволяє визначати зведену масу компенсаційних вантажів верстата-качалки, яка необхідна для процесу його зрівноважування. Методика враховує швидкість обертання ротора привідного електродвигуна верстата-качалки та розрахована на багатоваріантність використання, яка має на меті за рахунок надлишкового введення сигналів, що містять діагностичну ознаку, забезпечити покращені характеристики з точки зору надійності в експлуатації, що важливо для стаціонарних та напівстаціонарних систем. Розроблено ватметрографічний вимірювальний перетворювач, в якому враховано особливості експлуатації ШГНУ. Проведено метрологічний аналіз та натурні дослідження розробленого пристрою.

Работ а посвящена вопросам контроля технического состояния штанговых глубиннонасосных установок (ШГНУ). Большое внимание в ней уделено использованию ваттметрографических методов диагностирования ШГНУ. Проведена работа по усовершенствованию математических моделей станков-качалок (СК) с учетом инерционных свойств их движущихся частей, а также более полного учета особенностей их кинематической схемы. Модернизация ваттметрографического метода проведена с точки зрения возможности получения динамограмм из ваттметрографических зависимостей, в связи с распространением динамографирования как основного средства диагностирования ШГНУ. С учетом полученных теоретических результатов разработана микропроцессорная система диагностирования ШГНУ, включающая в себя преобразователь электрической мощности В-3 и персональную ЭВМ с диагностическим программным обеспечением. Преобразователь электрической мощности выполнен по двухпроцессорной схеме для улучшения показателя надежности. В качестве вычислительных средств использованы микроконтроллеры AT90S8535. Диагностическое программное обеспечение в составе системы позволяет производить: измерение ваттметрограмм, динамограмм и скоростных характеристик, расчет динамограмм на основе ваттмегрографических зависимостей, временное и спектральное отображение сигналов. Система прошла промышленные испытания и может быть использована нефтедобывающими предприятиями.

The work is dedicated to the problems of technical state monitoring of beam-pump units. The attention was focused on using powermetering methods of diagnostics of beam-pump units. Toward this end the improvement of powermetering method has been accomplished and technical means for technical state monitoring of beam-pump units are developed. The proposed method allows to unite the advantages of two known methods of diagnostics, namely powermetering and dynamometering, providing determination of greater amount of technical states. This method allows determining the resulted mass of counterweights of machine-tool, which is needed for the process of his rapid balancing. The method takes into account rotation speed of rotor of electric motor, and thus using additional diagnostic signals provides improved characteristics of reliability, which is important for stationary and partly stationary diagnostic systems. The powermetering device adjusted to exploitation conditions of beam-pump units has been developed. The metrological analysis and model researches of the developed device is conducted.