抽油机井节能技术论文提纲

论文题目：基于数据挖掘的机采井能耗分析系统设计与实现

摘要：石油一直以来都是我国甚至全球最重要的能源来源之一,然而油田不仅仅是一个大的石油生产系统,更是一个巨大的能源消耗系统。抽油机作为油田生产的主要耗能设备,其耗电量达到了油田整体用电量的45%左右,与此同时抽油机的系统效率也不高,目前只有24%左右,所以抽油机井节能潜力巨大,亟待研究。现如今数字化油田得到了飞速的发展,抽油机井的地面和井下基本都安装了电气监测装置,通过这些装置可以对不同工况的抽油机井进行电气参数和非电气参数的离线或在线监测,并且通过现有通信技术把这些监测数据上传到数据库。现如今各油田企业在长期的采油过程中,涉及到了很多不同类型的抽油机以及各种不同的地面和井下工况,因此,积累了丰富详实的工况参数和能耗数据。为此,本文从数据挖掘的角度出发,以抽油机井为研究对象,主要对抽油机电机和各电气参数进行计算分析和对比,对抽油机井的节能降耗进行研究。首先,本文提出了一种新型能耗节点分析方法,将抽油机井系统效率分为地面效率与井下效率,地面功率部分主要以分析抽油机电机和电气设备参数为主,井下功率的分析主要以示功图为主,单独分开或关联的分析方式。通过计算和对比的方式,掌握能量的细微变化,结合抽油机运行原理及井下状况的变化规律,便可判断抽油机井的运行状态和变化趋势。其次,在能耗节点分析方法的基础上,通过优化算法对工艺参数进行优化,得到最优解级,建立数学模型,并验证该方法的可行性。最后,根据完善的数学模型,设计机采井能耗分析系统。该系统能够展示出了各井的静态数据、动态数据和计算数据,同时利用这些数据对机采井进行能耗分析,可以生成数据表格、折线图、雷达图,直观的展示出了各机采井运行状况和节能潜力,更重要的是该系统通过分析出的运行状况和节能潜力,能够智能给出运行效率低的机采井并智能给出治理方向和改进措施。

关键词：抽油机井;能耗分析;系统效率;数据挖掘;节能降耗

学科专业：工程硕士（电气工程）（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 传统的抽油机井节能方法

1.2.2 基于智能方法的抽油机节能方法

1.3 本文研究内容

第二章 抽油机井的系统效率计算和影响因素

2.1 游梁式抽油机系统简介

2.2 抽油机能耗分析计算

2.2.1 抽油机井输入功率

2.2.2 抽油机井有效功率

2.2.3 抽油机井光杆效率

2.2.4 抽油机系统效率

2.3 影响系统效率的主要因素

2.3.1 机采井常用电机的影响

2.3.2 原油粘度的影响

2.3.3 平衡度的影响

2.3.4 沉没度的影响

2.3.5 气体的影响

2.3.6 抽汲参数的影响

2.4 影响系统效率因素的敏感程度分析

2.5 本章小结

第三章 能耗节点分析算法和模型的建立

3.1 能耗节点分析算法简介

3.2 基于神经网络的非线性逼近算法

3.2.1 神经网络逼近特性

3.2.2 神经网络的函数逼近

3.3 Kalman滤波

3.3.1 Kalman滤波的基本思想

3.3.2 扩展Kalman滤波的思想

3.4 基于神经网络抽油机工作建模

3.5 仿真结果分析

3.5.1 仿真数据选取和神经网络的确定

3.5.2 抽油机井工作过程EKF神经网络建模

3.6 本章小结

第四章 机采井能耗分析系统

4.1 机采井能耗分析系统整体结构

4.2 机采井能耗分析系统的实现

4.2.1 系统登录模块

4.2.2 数据传输处理模块

4.2.3 数据分析模块

4.2.4 改进分析模块

4.2.5 实施报表模块

4.3 地面效率分析及治理措施

4.3.1 电机对系统效率的影响及治理

4.3.2 平衡度对系统效率的影响及治理

4.3.3 齿轮箱及四杆连动机构对系统效率的影响及治理

4.3.4 抽汲参数对系统效率的影响及治理

4.3.5 皮带对系统效率的影响及治理

4.4 井下效率分析及治理措施

4.4.1 抽油机井示功图简介

4.4.2 抽油机井示功图分析

4.5 本章小结

第五章 系统应用与测试

5.1 系统应用结果

5.2 系统测试结果分析

5.2.1 地面效率测试分析

5.2.2 井下效率测试分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢