Система диагностики и управления штанговых глубинно-насосных установок нефтяных скважин с использованием робастной Noise-технологии

Проведен анализ задачи диагностики неисправностей штанговых глубинно-насосных установок (ШГНУ), вызванных влиянием специфических эксплуатационных помех. Предложена технология определения робастных нормированных корреляционных функций, на основе которых формируются комбинации информативных признаков, соответствующих возможным аварийным состояниям ШГНУ. Идентификация этих состояний дублируется путем определения и формирования комбинаций соответствующих Noise-характеристик сигнала усилия, что повышает степень надежности результатов диагностики. Предложенные алгоритмы обработки позволяют решить задачу идентификации сигнала усилия с помощью недорогих контроллеров в реальном масштабе времени. Применение предложенной системы диагностики позволило на более чем 100 установках значительно повысить рентабельность нефтяных скважин.

Noise-технология, динамограмма, штанговая насосная установка, нефтяная скважина, дисперсия шума, взаимнокорреляционная функция, noise technology, dynamometer card, sucker rod pumping, oil well, noise variance, cross-correlation function

1. Андреев В. В., Уразаков К. Р., Далимов В. У., Сахибгареев Р. Ш. Справочник по добыче нефти / Под ред. К. Р. Уразакова. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. 374 с.

2. Алиев Т. М., Тер-Хачатуров А. А. Автоматический контроль и диагностика СШНУ. М.: Недра, 1988. 232 с.

3. Neely A. B., Tolbert H. E. Experience with Pump-Off Control in the Permian Basin SPE Paper No. 14345 // SPE Technical Conference and Journal of Petroleum Technology. May 1988. P. 645-648.

4. Нусратов О. К., Гулуев Г. А., Рзаев А. Г., Пашаев Ф. Г., Юсифов И. Б., Ризванов М. Г. Информационный комплекс измерения, мониторинга, диагностики и управления для нефтяных скважин, эксплуатирующихся штанговыми, глубинно-насосными установками // Известия НАНА. Серия физико-технических и математических наук. 2009. Т. XXIX. № 6. С. 176-183.

5. Neely A. B., Gibbs S. G. Computer Diagnosis of Downhole Conditionis in Soker Rod Pumping Wells // Journal of Petroleum Technology. January 1966. P. 91.

6. Алиев Т. А., Нусратов О. К. Алгоритмы анализа циклических сигналов // Автоматика и вычислительная техника. 1998. № 2. С. 68-74.

7. Aliev Т. A., Guluyev G. A., Pashayev F. H., Sadygov А. В. Noise monitoring technology for objects in transition to the emergency state // Mechanical Systems and Signal Processing. 2012. P. 755-762.

8. Aliev T. A., Abbasov A. M., Guluyev G. A., Pashayev F. H., Sattarova U. E. System of robust noise monitoring of anomalous seismic processes // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2013. Vol. 53. P. 11-15.

9. Абдуллаев А. А., Джавадов А. А., Левин А. А., Набиев И. А. Телемеханические комплексы для нефтяной промышленности. М.: Недра, 1982, 200 с.

10. Fasel T. R., Todd M. D. Chaotic insonification for health monitoring of an adhesively bonded composite stiffened panel // Mechanical Systems and Signal Processing. 2010. Vol. 24, N. 5. P. 1420-1430.

11. Hao Tang, Y. H. Liao, J. Y. Cao, Hang Xie. Fault diagnosis approach based on Volterra models // Mechanical Systems and Signal Processing. 2010. Vol. 24, N. 4. P. 1099-1113.

12. Aliev T. A. Digital Noise Monitoring of Defect Origin. London: Springer, 2007. 223 p.

13. Bendat Julius S., Piersol A. G. Random Data, Analysis & Measurement Procedures. Wiley-Interscience, 2000.

14. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир. 1983.312 с.

15. Aliev Т. A. Robust Technology with Analysis of Interference in Signal Processing. New York: Kluwer Academic Plenum Publishers, 2003. 213 p.