The PDF file of this paper is in Russian.

A significant number of the largest oil fields in Russia are in the final stage of development, which is characterized by decrease in production volumes and increase in the share of complicated well stock. One of the most common ways to operate small-debit wells is sucker-rod pump units. In some cases the operation of rod units in complicated operating conditions is accompanied by reduction in inter-repair period of operation, increase in energy and economic unit costs during oil production. In these conditions, one of the most urgent tasks is reaching profitable development of wells through timely diagnosing the technical and working conditions of pumping equipment. The aim of the study is to develop a new approach of diagnosing the condition of sucker-rod pump units on dynamogram. It is based on solving the reverse problems of the dynamics of the rod units by multidimensional optimization methods. The direct problem solution includes modeling the rod unit on the specified technological and geological and technical parameters and building the appropriate theoretical dynamogram. The inverse problem means defining the desired parameters of the model with taking into account the actual dynamogram of the rod unit. A method and an appropriate algorithm for diagnosing the condition of sucker-rod pumping units on dynamogram have been developed based on the Levenberg – Marquardt method for multidimensional optimization. The method includes quantifying the total values and parameters that characterize technical and working conditions of the rod unit, as well as complications and malfunctions that occur during its operation. There are examples of solving quantitative diagnostics tasks based on the developed algorithm by analyzing the configuration of dynamograms and constructing targeted functions under different operation conditions of pumping equipment (i.e. normal operation, high gas content at the pump suction, high landing of the plunger in the cylinder).

Значительное число крупнейших нефтяных месторождений в России находится на завершающей стадии разработки, характеризующейся снижением объемов добычи, увеличением доли осложненного фонда скважин. Одним из наиболее распространенных способов эксплуатации скважин малодебитного фонда является применение штанговые насосные установки. Эксплуатация штанговых установок в осложненных условиях в ряде случаев сопровождается снижением межремонтного периода работы, повышением удельных энергетических и экономических затрат при добыче. При этом одной из наиболее актуальных становится задача обеспечения рентабельной эксплуатации скважин за счет своевременной диагностики технического состояния и условий работы насосного оборудования. В статье рассмотрен новый подход к диагностике состояния штанговых насосных установок по динамограмме, который базируется на решении обратных задач динамики работы штанговой установки методами многомерной оптимизации. Решение прямой задачи включает моделирование работы штанговой установки по заданным технологическим и геолого-техническим параметрам и построение соответствующей теоретической динамограммы; решение обратной - определение искомых параметров модели с учетом фактической динамограммы работы штанговой установки. Разработаны метод и соответствующий алгоритм диагностики состояния штанговых установок по динамограмме на основе метода Левенберга – Марквардта для многомерной оптимизации. Метод включает количественное определение совокупности параметров, характеризующих техническое состояние и условия работы штанговой установки, а также учитывает осложнения и неисправности, возникающие при ее работе. Приведены примеры решения задач количественной диагностики на основе разработанного алгоритма путем анализа конфигурации динамограмм и построения целевых функций при различных условиях эксплуатации насосного оборудования (нормальная работа, высокое содержание газа на приеме насоса, высокая посадка плунжера в цилиндре).

This content is only available via PDF.
You can access this article if you purchase or spend a download.