高粘度泵測試技術攻關方向以及國內測試技術進展
{一}、高粘度泵測試技術攻關方向(xiang)
盡管現(xian)(xian)階段(duan)我國(guo)測(ce)試(shi)技術(shu)及儀(yi)器同相比(bi)存在(zai)的(de)(de)差距,但同時(shi)也應看到,隨著市場的(de)(de)開放和融合(he),加之(zhi)國(guo)內制造業(ye)的(de)(de)興(xing)起和自主(zhu)創新(xin)模(mo)式(shi)的(de)(de)發展,為(wei)國(guo)內高(gao)粘度泵工況測(ce)試(shi)技術(shu)及儀(yi)器設備的(de)(de)振興(xing)提供了現(xian)(xian)實(shi)的(de)(de)機遇。
1、加(jia)強信息技(ji)術的(de)應用(yong)研(yan)究
利(li)用計算(suan)機(ji)信息處(chu)(chu)理技術提供的(de)同步平臺,充分發(fa)揮其數(shu)據處(chu)(chu)理優勢,實現基于大規模數(shu)據處(chu)(chu)理的(de)測量原(yuan)理和(he)算(suan)法(fa)。以計算(suan)資(zi)源(yuan)補償機(ji)械系(xi)統(tong)(tong)(tong)性(xing)能,以數(shu)據處(chu)(chu)理成本降低(di)機(ji)械硬(ying)件系(xi)統(tong)(tong)(tong)成本。例如新(xin)型的(de)高(gao)(gao)粘度(du)泵綜合測試系(xi)統(tong)(tong)(tong)可(ke)以充分利(li)用便(bian)攜式計算(suan)機(ji)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)巨大資(zi)源(yuan),在全工作空間,補償旋轉機(ji)械系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)運(yun)動誤差,在測試及安裝方法(fa)不(bu)變的(de)情況下,顯(xian)著提高(gao)(gao)光(guang)桿載荷的(de)測試精度(du)。
2、重視新興元(yuan)器件(jian)的
充分(fen)借助(zhu)新型(xing)器(qi)件(jian)的(de)性能(neng),比如(ru)近年來獲得廣泛關注的(de)基于MEMS工藝(yi)的(de)集成多參數傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、壓力傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、微慣性傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、光纖傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)等器(qi)件(jian)能(neng)顯(xian)著降低測試儀(yi)器(qi)設(she)(she)備對機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)水平的(de)依(yi)賴,大(da)幅提高和測試儀(yi)器(qi)設(she)(she)備性能(neng)。例如(ru)采(cai)用的(de)數字渦街器(qi)件(jian)作為傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi),配(pei)合(he)合(he)理的(de)模型(xing)及解算方(fang)法就可以利用器(qi)件(jian)自(zi)身的(de)制(zhi)造(zao)(zao)工藝(yi),設(she)(she)計(ji)出(chu)無需機(ji)械結構的(de)高度高粘度泵井產(chan)量測試計(ji)量系統(tong)。
3、著重發(fa)展新型傳感原理(li)及技術
隨著高(gao)(gao)(gao)粘(zhan)(zhan)度泵(beng)井(jing)的(de)管(guan)理(li)技(ji)術水平(ping)的(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao),對(dui)高(gao)(gao)(gao)粘(zhan)(zhan)度泵(beng)井(jing)工(gong)況的(de)監測(ce)力度和診斷(duan)精(jing)度的(de)需求也不斷(duan)提(ti)高(gao)(gao)(gao),但這些問題都最終(zhong)歸(gui)結于諸如(ru)產量、載荷、壓力和能耗等主(zhu)要油井(jing)生產參數的(de)傳感(gan)原理(li)和測(ce)量傳感(gan)器研究(jiu)上的(de)創新。在未(wei)來一段(duan)時間內(nei),高粘度油泵工況測(ce)(ce)(ce)試內研(yan)究的問題將主要(yao)集中在傳(chuan)感原理、數字化(hua)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)、超測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)等方面(mian)。其(qi)中將涵蓋非(fei)接(jie)觸及(ji)數字化(hua)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang),石油機械測(ce)(ce)(ce)試類儀器儀表“有界”統(tong)一模型的建立及(ji)實現,產量(liang)(liang)與桿(gan)柱(zhu)載荷(he)的測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang),微(wei)米(mi)、納米(mi)級超測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)標準及(ji)相(xiang)關測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)理論研(yan)究等內容,上述問題的研(yan)究也(ye)是油井測(ce)(ce)(ce)試技術研(yan)究內活力、最有代表性(xing)的研(yan)究方向。
{二}、國內高粘度泵工況測試技(ji)術進(jin)展(zhan)
1982年,由美(mei)國Kois&Myers公司作(zuo)(zuo)為一種舉升(sheng)工(gong)(gong)(gong)藝配(pei)套技(ji)(ji)術提出,該技(ji)(ji)術產(chan)(chan)生(sheng)于高粘度(du)泵舉升(sheng)工(gong)(gong)(gong)藝配(pei)套技(ji)(ji)術發展(zhan)初期,衍生(sheng)于抽油機(ji)井測(ce)試技(ji)(ji)術,具(ju)有相當長的(de)歷史,應用廣(guang)泛。測(ce)試方式屬于直接(jie)測(ce)試方法(fa),測(ce)試參數包括油井產(chan)(chan)液量、動液面、油(套)管壓(ya)力和驅動電(dian)機(ji)電(dian)流,通(tong)過建立(li)在不同(tong)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)下(xia)各參數的(de)對應變化(hua)關系,判斷(duan)油井正(zheng)常、管漏、油管(桿)斷(duan)脫和工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)參數異常等工(gong)(gong)(gong)況(kuang),方法(fa)簡單、直觀,利(li)用量液管、液面回聲儀(yi)、壓(ya)力表(biao)和鉗型電(dian)流計等一次儀(yi)表(biao)便(bian)能(neng)完成全部測(ce)試工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo),但(dan)較易(yi)受人為因(yin)素(su)干(gan)擾。由于經常關閉井口(kou)閥門(men)進(jin)行鱉壓(ya)測(ce)試,對操作(zuo)(zuo)會帶來不利(li)影響。
2、電參數測試(shi)技(ji)術
該(gai)技術自(zi)19世紀(ji)30年代(dai)高粘度(du)泵誕生之日起(qi)就(jiu)已經存在了,是基于(yu)抽油機井能耗分(fen)(fen)析的(de)(de)一種比(bi)較成熟的(de)(de)測(ce)試(shi)技術,測(ce)試(shi)參數主要(yao)包括三相(xiang)電(dian)(dian)流(liu)、工作電(dian)(dian)壓、輸入(出)電(dian)(dian)功率和功率因數等(deng),通過監(jian)測(ce)電(dian)(dian)功率的(de)(de)有功分(fen)(fen)量與(yu)無功分(fen)(fen)量的(de)(de)變化(hua)規律,揭示油井生產系統(tong)在不同丁況下的(de)(de)負載與(yu)能耗的(de)(de)對應關系。由于(yu)測(ce)試(shi)部位位于(yu)電(dian)(dian)控(kong)(kong)箱內,測(ce)試(shi)數據的(de)(de)采集、存儲和傳輸比(bi)較容易,適合長(chang)期監(jian)測(ce)與(yu)遠程監(jian)控(kong)(kong),應用前景可觀(guan)。
3、光桿載荷(he)剛(gang)試技(ji)術
該技術(shu)產生于1980年末期(qi),成熟于高粘度油泵桿(gan)(gan)管環空流條件下桿(gan)(gan)柱(zhu)動(dong)力(li)學(xue)理(li)論(lun)研究比較完善(shan)時期,近年在國內發展很快。通過實時采集井口光桿(gan)(gan)傳感器的扭(niu)矩(ju)、軸向力(li)和轉(zhuan)速參數,經過數模(mo)轉(zhuan)化傳輸給測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)主(zhu)機進行油井工況測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)。為儀器的綜合(he)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)功能(neng),采用(yong)系(xi)(xi)統(tong)集成方法,把電(dian)參數、井溫、油套壓及動(dong)液面等測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)單元(yuan)以模(mo)塊組(zu)合(he)的方式整合(he)為一體。扭(niu)矩(ju)、軸向力(li)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)精度達到0.5級(ji),光桿(gan)(gan)轉(zhuan)速精度接(jie)近l級(ji)。由于(yu)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)系(xi)(xi)統(tong)供電(dian)普遍使用(yong)機載(zai)充電(dian)電(dian)池(chi),無法測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)系(xi)(xi)統(tong)長期連續監測(ce)(ce)(ce)(ce)。
4、機械振動(dong)測(ce)試(shi)技(ji)術
該技術最早(zao)始(shi)于(yu)20世(shi)(shi)紀70年(nian)代(dai)初期大型汽輪發(fa)電(dian)(dian)機(ji)組的(de)(de)測(ce)試,20世(shi)(shi)紀90年(nian)代(dai)末(mo)期應(ying)用(yong)于(yu)高粘度泵(beng)舉升,處于(yu)現場小(xiao)規(gui)模應(ying)用(yong)階段。通(tong)過(guo)采(cai)集油(you)并不(bu)同采(cai)樣點機(ji)械振(zhen)動(dong)信(xin)號(hao)(hao),分析信(xin)號(hao)(hao)頻(pin)譜(pu)的(de)(de)時(shi)域、頻(pin)域,去除噪(zao)聲信(xin)號(hao)(hao)干擾(rao)并建立油(you)井(jing)在不(bu)同工況(kuang)下(xia)(xia)的(de)(de)特征頻(pin)譜(pu),能夠(gou)、真實(shi)、地反映機(ji)械設(she)備(bei)運行工況(kuang)。通(tong)過(guo)井(jing)下(xia)(xia)傳感器測(ce)量井(jing)筒溫度、流(liu)量、油(you)(套)管壓力(li)等(deng)參數,電(dian)(dian)磁發(fa)生裝置定期產生機(ji)械振(zhen)動(dong)信(xin)號(hao)(hao),并由下(xia)(xia)人地層的(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)接(jie)收裝置采(cai)集經過(guo)數模轉化傳輸(shu)給測(ce)試主機(ji),實(shi)現對油(you)井(jing)工況(kuang)的(de)(de)連續監測(ce)。