Алгоритмическое и программно-техническое обеспечение контроля состояния штанговых и электроцентробежных насосных установок по электрическим параметрам на их входе

• Автор: Исаченко, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Перечень принятых сокращений

Актуальность проблемы

Цель диссертационной работы

Методы исследования

Научная новизна

Практическая ценность

Публикации

Апробация работы

Структура работы

Глава 1. Особенности конструкций, контроля и диагностирования

насосных установок. Уточнение решаемых в диссертации задач

1.1'. Общие сведения о ШГНУ
1.2. Общие сведения об ЭЦНУ
1.3. Аппаратные и программно-аппаратные средства для контроля ШГНУ и ЭЦНУ
1.4. Особенности обработки цифровых отсчетов в ПАК для контроля ШГНУ и ЭЦНУ
1.5. Решаемые в диссертационной работе задачи
Глава 2. Контроль уравновешенности ШГНУ
2.1. Общие соображения
2.2. Входные параметры и характеристики ШГНУ
2.3. Результаты экспериментальных исследований
2.3.1. Отношение гармонических составляющих электрических параметров
2.3.2. Среднеквадратичные отклонения электрических параметров
Глава 3. Алгоритмы спектрального анализа в программно-аппаратном
комплексе для контроля электроцентробежных насосных установок
3.1. Общие соображения
3.2. Предлагаемые процедуры спектрального анализа сложных сигналов
3.3. Алгоритм обработки сигналов с ЭЦНУ
3.4. Выводы по разделу
Глава 4. Программные и программно-аппаратные комплексы для
контроля состояния насосных установок
4.1. Аппаратное обеспечение ПАК
4.2. ПАК для контроля состояния ШГНУ
4.3. ПАК для анализа сигналов с входа ЭЦНУ
Заключение
Приложение 1_Результаты экспериментальных исследований по ШГНУ
Приложение 2.Тестовые сигналы для демонстрации спектрального анализа99 Перечень литературы

Перечень принятых сокращений
ДН - датчик напряжения;
ДПФ - дискретное преобразование Фурье;
ДТ - датчик тока;
ММСП - метод мгновенной спектральной плотности; ПАК - программно-аппаратный комплекс;
ПК - программный комплекс;
СК - станок - качалка;
СКиД - система контроля и диагностики СКО - среднеквадратичное отклонение;
СП - спектральный портрет;
ШГНУ - штанговая глубинная насосная установка; ЭЦНУ - электроцентробежная насосная установка; ЭМС - электромеханическая система;

В настоящее время все большее распространение получает организация эксплуатации и ремонта оборудования по его состоянию, которая, в свою очередь, невозможна без надежных систем контроля и диагностики (СКиД). Широко внедряются электронные вычислительные машины и микроконтроллеры, позволяющие значительно расширить функции СКиД, при заметном уменьшении размеров измерительного оборудования.
В свете этих изменений, когда значительно упрощается интеграция различных измерительных систем на одной аппаратной базе - повышается значимость вопросов технического, алгоритмического и программного обеспечения таких систем.
Актуальность проблемы
В нефтедобывающей промышленности устройства на базе асинхронных электродвигателей - штанговые глубинные насосные установки (ШГНУ) и электроцентробежные насосные установки (ЭЦНУ) широко используются для механизированной добычи нефти. Несмотря на существенные различия этих установок, и отличающиеся друг от друга технологии контроля их работы и технического состояния, просматриваются общие задачи по совершенствованию СКиД - повышение надежности и увеличение межремонтного периода работы контролируемого оборудования; оптимизация технических решений и снижение энергопотребления установок. К тому же, установки зачастую близко расположены территориально, а вопросами их эксплуатации и ремонта занимаются одни и те же службы. Нередко можно встретить системы контролирующие работу как ШГНУ, так и ЭЦНУ, в составе которых интегрировано множество различных измерительных приборов.

<ух^(сгх)эт’ (2.18)
где: X - любой электрический параметр; сгх и (сх )эт~ измеренное и эталонное значения СКО, соответственно; Ка - критерий уравновешенности СК по СКО;
Эталонное значение (ах )эт должно определяться для каждой скважины индивидуально.
Также стоит отметить, что наиболее чувствительными являются СКО (Ка) полного сопротивления (Z) и полной мощности (S).
2.4. Выводы по разделу
Анализ проведенных исследований и представленные в п.2.3, результаты позволяют сделать ряд обобщающих выводов, которые отвечают на поставленные в диссертации задачи (п.п. 1.5.2):
1. контроль уравновешенности СК по отношению гармонических составляющих электрических параметров обладает высокой достоверностью; причем уравновешенному состоянию СК соответствует максимальное значение отношения второй гармоники к первой;
2. контроль уравновешенности СК по среднеквадратичному отклонению электрического параметра от его среднего значения обладает высокой достоверностью; причем уравновешенному состоянию СК соответствует минимальное значение СКО;
3. зависимости всех анализируемых электрических параметров являются информативными, причем наиболее чувствительными как по критерию отношения гармоник, так и по критерию СКО являются значения полного сопротивления и полной мощности;