LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Гірнича справа → Вдосконалення динамометричного методу та технічних засобів діагностування штангових глибинно-насосних установок для видобутку нафти

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу





Євчук Ольга Василівна


УДК 622.276.53:621.671(047)



Вдосконалення динамометричного методу та технічних засобів діагностування

штангових глибинно-насосних установок для видобутку нафти


05.11.13.– Прилади і методи контролю

та визначення складу речовин




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Івано-Франківськ – 2004

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і науки України.



Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Заміховський Леонід Михайлович,

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,

завідувач кафедри комп’ютерних технологій в системах управління і автоматики.



Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Копей Богдан Володимирович,

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,

професор кафедри нафтогазового обладнання;


кандидат технічних наук

Вощинський Віктор Станіславович,

директор колективного підприємства "Івано-Франківське спеціальне конструкторське бюро засобів автоматизації", м. Івано-Франківськ.


Провідна установа:

ВАТ "Український нафтогазовий інститут"

Міністерства палива і енергетики України, м.Київ.



Захист відбудеться " 26 " жовтня 2004р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20.052.03 при Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу за адресою:

76019, м.Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу (76019, м.Івано-Франківськ, вул.Карпатська, 15)



Автореферат розісланий " 25 " вересня 2004 року



Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук, доцент Дранчук М.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Видобування нафти за допомогою штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ) широко розповсюджене у вітчизняній та зарубіжній нафтовій промисловості і відіграє провідну роль у порівнянні з іншими методами нафтовидобування. Це зумовлене насамперед простотою конструкції та невибагливістю в експлуатації верстата-качалки. На території України розташована значна кількість нафтових свердловин, обладнаних ШГНУ, причому спостерігається тенденція до зростання кількості відмов та аварійних станів, що пояснюється насамперед тривалим терміном їх експлуатації (20-30 років). Сьогодні діагностування ШГНУ здійснюється переважно з використанням переносних гідравлічних динамографів, які є складними в експлуатації та не забезпечують можливості автоматизованої обробки виміряних даних. Якість динамографічних методів діагностування, що використовуються на практиці, залежить від досвіду персоналу і, в значній мірі, від суб’єктивних факторів, що спричиняють похибку при розпізнаванні динамограм та віднесенні їх до заздалегідь визначених класів дефектів. У зв’язку з цим, актуальним є завдання вдосконалення динамометричних методів автоматизованого діагностування ШГНУ та створення на їх основі сучасних технічних засобів динамометрування на основі мікропроцесорних засобів обчислювальної техніки, що має важливе народногосподарське значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика дисертації є частиною планових науково-дослідних програм із розвитку нафтопромислового комплексу України і базується на результатах довготривалої науково-дослідної роботи "Розробка теоретичних та методологічних принципів діагностування обладнання нафтогазового комплексу України", частина науково-дослідної теми 45/1, номер державної реєстрації в УкрНДІНТІ №01980005799, що входить у координаційний план Міністерства освіти і науки "Наукові основи розробки нових технологій видобутку нафти і газу, газопромислового обладнання, поглибленої переробки нафти і газу з метою отримання високоякісних моторних палив, мастильних матеріалів, допоміжних продуктів і нафтохімічної сировини". Вказаний план входить у національну програму "Нафта і газ України".

Мета і завдання досліджень. Метою дисертаційної роботи є вдосконалення динамометричного методу діагностування ШГНУ, що дозволить підвищити надійність їх експлуатації.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

  • Проаналізувати типи дефектів ШГНУ і відомі методи їх діагностування, зосередивши увагу на динамометричних методах та технічних засобах їх реалізації.

  • Дослідити можливості вдосконалення динамометричних методів, зокрема за рахунок вибору оптимального способу формування вектора ознак та генерації еталонів технічних станів, а також одночасної оцінки рівня рідини в затрубному просторі свердловини, що дозволить підвищити достовірність діагностування та розширити область застосування динамометричних методів.

  • Розробити автоматизовані методи розпізнавання динамограм для обчислювальних систем нормальної та низької продуктивності.

  • Розробити технічні засоби та мікропроцесорну систему діагностування ШГНУ на основі вдосконалених динамометричних методів.

  • Провести промислову апробацію вдосконалених динамометричних методів та системи діагностування ШГНУ на нафтопромислах ВАТ "Укрнафта".

    Об’єктом досліджень є механізований спосіб видобутку нафти за допомогою штангових глибинно-насосних установок, при експлуатації яких виникають дефекти, що спричиняють зміну технічного стану установки та аварійні ситуації.

    Предмет дослідження - методи і технічні засоби діагностування ШГНУ за динамограмами.

    Методи дослідження. Для вирішення поставлених у роботі завдань використовувалися методи математичної фізики, чисельні методи математичного аналізу, методи технічної діагностики, методи спектрального і кореляційного аналізу та теорії розпізнавання образів. При розробці технічного забезпечення використовувались методи системо- і схемотехніки.

    Наукова новизна одержаних результатів.

  • Вперше розроблено метод автоматичного розпізнавання динамограм на основі перетворення Уолша, який при забезпеченні вірогідності діагностування, аналогічної відомим методам діагностування ШГНУ вимагає на 30-40% менших обчислювальних затрат.

  • Вперше розроблено метод автоматичного діагностування ШГНУ на основі вейвлет-перетворення, використання якого дозволяє підвищити вірогідність діагностування до 0,84.

  • Отримала подальший розвиток математична модель коливних процесів в колоні насосно-компресорних труб (КНКТ) при роботі ШГНУ з врахуванням рівня рідини в затрубному просторі свердловини, використання якої дозволяє визначити рівень рідини та врахувати його при обчисленні діагностичних ознак і тим самим підвищити вірогідність діагностування .

  • Вперше розроблено метод визначення коефіцієнта тертя штангової колони на основі аналізу динамограм, який в порівнянні з існуючими методами володіє меншою трудоємністю та не вимагає проведення додаткових вимірювань на свердловині, а його використання дозволяє підвищити точність розрахунку еталонних динамограм для різних технічних станів ШГНУ.

    Практичне значення отриманих результатів полягає в:

    розробці алгоритмів динамометричного діагностування ШГНУ на базі методів розпізнавання образів з використанням перетворення Уолша та вейвлет-перетворення;

    створенні тензорезистивного динамометричного перетворювача для діагностування ШГНУ, технічні характеристики якого відповідають кращим зарубіжним аналогам;

    розробці мікропроцесорної системи


  •