Стендовая информационно-измерительная система контроля геометрических параметров насосных штанг в процессе их ремонта

• Автор: Мелькин, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Введение
СОДЕРЖАНИЕ
1 Анализ объекта контроля и ремонта
1.1 Насосная штанга как объект контроля и ремонта
1.2 Анализ факторов приводящих к обрывам колонн насосных штанг во время эксплуатации
1.3 Анализ методов измерения параметров насосной штанги
1.4 Эксплуатационные требования к ИИС
Выводы к первому разделу
2 Разработка математической модели для определения предельнодопустимых величин искривления насосных штанг
2.1 Основные виды искривления оси колонны насосных штанг
2.2. Математические модели простых видов искривлений штанг
2.3 Математические модели комбинированных видов искривления
2.4 Анализ полученных зависимостей
Выводы ко второму разделу
3 Устройство для стендового контроля состояния насосных штанг
3.1 Описание стенда для ремонта и контроля состояния насосных . штанг
3.2 Устройство для определения величины искривления вблизи головки штанги
3.3 Предельные отклонения при плоском искривлении оси
3.4 Продольные отклонения оси при пространственном искривлении
Выводы к третьему разделу
4 Разработка метода измерения эксцентриситета оси штанги относительно оси её вращения.
4.1 Формирование требований к метрологическим характеристикам измерительных преобразователей и анализ методических погрешностей
4.2 Тестовые алгоритмы измерения диаметра и эксцентриситета оси вращения насосных штанг
4.3 Тестовый алгоритм для измерительных каналов аппроксимируемых линейной функцией преобразования

Выводы к четвертому разделу
5 Анализ погрешностей и структура тестового индуктивночастотного преобразователя. Результаты внедрения
5.1 Методические погрешности тестового алгоритма измерения эксцентриситета оси вращении насосных штанг
5.2 Анализ и исследование динамической погрешности тестового алгоритма измерения
5.3 Исследование погрешности неадекватности аппроксимирующего полинома реальной функции преобразования
5.4 Структура тестовых индуктивно-частотных измерительных преобразователей и результаты внедрения
Выводы к пятому разделу
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 Акт о внедрении результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Для обеспечения своей жизнедеятельности человечеству необходимо все большее количество нефти. И в ближайшей перспективе количество потребляемой нефти будет только расти, а это заставляет подходить к вопросам добычи нефти с большей ответственностью, более полно использовать освоенные месторождения, грамотно разрабатывать новые. Необходимо всеми возможными способами повышать рентабельность добычи и переработки нефти на каждом этапе этой работы.
Технология добычи нефти состоит из следующих этапов - сначала бурится скважина глубиной до нескольких километров, затем, под давлением пластов породы, нефть некоторое время сама выходит на поверхность, потом нефть еще некоторое время выкачивают с помощью насосов различной конструкции. Эта технология была разработана на основании огромного опыта добычи нефти, в течение многих десятилетий.
Постоянно возрастающие глубины скважин вызывали проблемы подъема нефти на поверхность. Техническим прорывом в решении этой проблемы стало внедрение в США в 1923 г. способа механизированной добычи нефти с применением глубинного насоса (поршневого, плунжерного), приводимого в движение через колонну штанг, которая соединена с установленным на поверхности силовым приводом - станком-качалкой.
Идея была настолько хороша, что уже 80 лет штанговая насосная эксплуатация по количеству скважин занимает первое место в мире. Так, в США этим способом эксплуатируется 85% всего фонда скважин (более 470 тыс.), в России - около 53% (около 76 тыс.).
Развитие глубинно-насосной добычи шло по пути постоянного улучшения прочностных характеристик насосных штанг и насосно-компрессорных труб, повышения точности и износостойкости поверхностей плунжера и цилиндра

л-2ао

Рисунок
В наиболее общем случае искривления могут располагаться с обеих сторон соединения. Некоторые из таких двусторонних искривлений приведены на рис.2.3. Случаи двустороннего искривления будут рассмотрены в дальнейшем. Первоначально рассмотрим более простые случаи искривления, в которых искривление расположено по одну сторону от соединения (рис. 2.1, 2.2).
Условимся обозначать сечения, перпендикулярные оси штанги точкой оси, через которую данное сечение проходит, например сечение А, сечение О! и т.д.
Определим далее неизменный по длине Ьс момент инерции Jc для эквивалентной конструкции соединения. Величину Зс найдем из условия равенства угла поворота Да сечения В относительно сечения А для реальной и