Том 330 № 4 (2019)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2019/4/226

ДИАГНОСТИКА УРАВНОВЕШЕННОСТИ ШТАНГОВОЙ ГЛУБИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ПО ВАТТМЕТРОГРАММЕ

Актуальность исследования обусловлена широким распространением штанговых глубинных насосных установок с нерегулируемым приводом, которые в основной своей массе оснащены исключительно средствами механической настройки. Эксплуатация установок данного типа сопровождается значительными потерями как потребляемой электроэнергии, так и добытой нефти, связанными с работой установки в неоптимальном режиме. Для решения данной проблемы как новые, так и уже эксплуатируемые штанговые глубинные насосные установки оборудуют станциями управления, в состав которых входят преобразователь частоты и программируемый логический контроллер, оснащенный средствами интеллектуального управления и диагностики. Реализация данных функций на контроллере станции управления штанговых глубинных насосных установок требует разработки соответствующих алгоритмов, обеспечивающих автономное, высокоэффективное, экономичное и надежное функционирование установки в течение всего срока эксплуатации. Цель: разработка алгоритмов определения уравновешенности станка-качалки, оптимального положения противовеса и моментов прохождения штоком «мертвых точек». Объекты: штанговая глубинная насосная установка в различных режимах работы, уравновешенность станка-качалки, определяемая положением противовесов на кривошипе. Методы: математический аппарат дифференциальных уравнений и передаточных функций, компьютерное моделирование, сопоставление и анализ графиков и диаграмм. Результаты. Рассмотрены способы определения уравновешенности, существующие в настоящий момент, и выявлены их недостатки. Наиболее доступным и надёжным средством диагностирования штанговых глубинных насосных установок, не требующим установки дополнительных навесных датчиков, является ваттметрирование. Для исследования закономерностей и режимов работы  разработана компьютерная модель штанговых глубинных насосных установок. На основе данных, полученных в ходе моделирования, разработаны алгоритмы определения уравновешенности станка-качалки, оптимального положения противовеса и «мертвых точек», которые не требуют установки на станок внешних датчиков, могут работать в составе программного обеспечения интеллектуальных станций управления штанговых глубинных насосных установок, обеспечивая простоту контроля, обслуживания и сокращение издержек.

Авторы:

Анатолий Михайлович Зюзев

Матвей Владимирович Бубнов

Скачать PDF