论文部分内容阅读
抽油机采油是目前石油开采过程中最重要的环节之一,抽油机井的运行状况直接影响到油田的产油量。为了增加原油产量、降低人工劳动强度、提高生产效率和油田管理水平,本文提出和设计了一种基于GPRS通讯的抽油机井系统动态实时分析系统,旨在实现对抽油机井的工况数据采集传输,完成示功图绘制,并可实时监控抽油机的运行状态。本系统主要通过电机直接转矩控制(DTC)技术,只需测量电机的电压、电流信号,利用电磁转矩方程和速度动态估算方法实现对电机的电磁转矩和转子转速估算,计算出电机的输出扭矩,根据动力传递过程和减速箱的平衡原理,计算出减速箱的净扭矩、油井负荷扭矩,根据抽油机的扭矩因数,得到悬点载荷,再把悬点载荷与悬点位移联系起来,绘制示功图。本系统主要包含三部分:抽油机远程检测终端单元、GPRS远程传输数据单元、监控中心数据处理单元。远程检测终端单元用于数据的发送、接收处理以及对抽油机的控制,以嵌入式处理器ARM为核心,实现了抽油机数据采集的软、硬件设计,完成传感器与信号处理电路、GPRS远程传输数据单元模块接口的调试;GPRS远程传输数据单元采用GPRS通讯模块实现数据的传送,以完成检测终端到监控中心的数据通讯工作;监控中心数据处理单元利用Visual C++和Matlab联合开发,利用所测量的数据,使用小波分析对所采集的信号进行去噪处理,根据电机直接转矩控制技术推算电机工况参数,然后利用抽油机的运动学和动力学模型,推导示功图,并利用频谱分析技术对减速箱净扭矩信号进行分析。通过大港油田现场测量的实验数据分析,抽油机井系统动态实时分析系统能很好地反映抽油机井的运行状况,并且由于现场只需要安装电压、电流、上、下死点、皮带轮转速这几个传感器,安装维护过程简单,系统能够经受野外恶劣条件的考验,实现对抽油机井的实时动态监测。