超低頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性測(cè)量方法研究.pdf

1、往復(fù)運(yùn)動(dòng)是存在于自然界中的一種普遍現(xiàn)象。在石油開(kāi)采領(lǐng)域，抽油機(jī)將電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成驢頭懸點(diǎn)的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驢頭帶動(dòng)抽油桿將懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給抽油泵，抽油泵帶動(dòng)抽油泵柱塞隨之做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將井下流體沿油管排至地面。在實(shí)際工作中，示功圖是分析深井泵、抽油機(jī)與抽油桿工況的重要依據(jù)之一，通過(guò)分析示功圖，可了解油井工作動(dòng)態(tài)及抽油裝置的各項(xiàng)參數(shù)選擇是否合理，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常，制定科學(xué)合理的生產(chǎn)措施，優(yōu)化油田開(kāi)發(fā)方案。
　　示功圖是懸點(diǎn)

2、載荷隨位移變化所構(gòu)成的封閉曲線(xiàn)圖。位移測(cè)量，最直接有效的方法是選用位移傳感器進(jìn)行測(cè)量。但位移傳感器的測(cè)試條件、安裝條件相對(duì)苛刻，多數(shù)情況下都無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候野外自動(dòng)測(cè)量。采用加速度傳感器測(cè)量，通過(guò)兩次積分得到位移的方法可行性相對(duì)較高，但測(cè)量時(shí)存在的直流分量、積分過(guò)程出現(xiàn)的趨勢(shì)項(xiàng)、測(cè)量中伴隨的高頻噪聲等因素，導(dǎo)致積分得到的位移曲線(xiàn)存在嚴(yán)重的偏移現(xiàn)象。針對(duì)該問(wèn)題，提出了時(shí)頻域結(jié)合的積分算法，對(duì)比了兩次時(shí)域積分、時(shí)頻域結(jié)合積分、兩次頻域積分方法

3、的誤差，最后應(yīng)用在“無(wú)線(xiàn)載荷位移一體化示功儀”中，對(duì)積分算法的工程應(yīng)用性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文主要分析了抽油機(jī)的工作原理，介紹了理論示功圖的繪制過(guò)程及對(duì)油井工況監(jiān)測(cè)的重要性；通過(guò)對(duì)油井抽油機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行建模，分析了驢頭懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)模型，確定了示功儀所選加速度傳感器的型號(hào)、參數(shù)。對(duì)抽油機(jī)抽油過(guò)程中的噪聲進(jìn)行分析，采用滑動(dòng)平均法對(duì)含噪聲信號(hào)進(jìn)行平滑處理；設(shè)計(jì)了巴特沃斯低通濾波器和等波紋濾波器，對(duì)比采用巴特沃斯濾波器對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行濾波。為削