诊断软件使用手册.doc

《抽油机井示功图智能诊断系统》操作手册

《抽油机井示功图智能诊断系统》
操作使用手册

编写：
审核：

工程技术大队
2004年4月

目 录

一、 概述
二、软件特点
三、硬件运行环境：
四、软件运行环境：
五、软件操作说明
六、该软件所用数据表
七、附录：诊断理论及相关标准简介

一、概述
《抽油机井示功图智能诊断系统》是我们开发出来的功能更强、使用更方便、能够根据油井的部分静态数据、动态生产数据计算从而诊断出油井泵况的一种智能诊断系统。该技术通过对有杆泵故障的识别，在理论上为有杆泵井的使用和作业提供了保证，使能够达到减少故障率，提高泵效、减少技术人员劳动强度的目的。其先进性、智能性、诊断结果的准确性属国内先进水平。
《抽油机井示功图智能诊断系统》使用Visual Basic 语言编写。可应用于Oracle(厂矿级)、Vfp（小队级）两种数据库环境。现场应用表明，本软件操作简单、实用性强、易于掌握、符合现场使用要求。
《抽油机井示功图智能诊断系统》用户手册帮助用户正确快速地了解软件的应用环境、功能和特点，准确明白地操作软件。对有杆泵故障井作业，达到使生产井提高产量、延长运行寿命和节约能源的目的。
二、软件特点
1、诊断数据环境网络化 本软件利用现有的网络及数据库环境，通过简单数据源配置，使数据的下载上传简单快捷。
2、最优的系统分析与设计。使得软件的功能完整紧凑，工作人员操作起来“一键到底”。
3、诊断方式输出多样化。主要分为“单井诊断”、“批量诊断”、“任意点截面功图分析”等，诊断分析方法分为“几何特征分析法”、“特征综合评判法”等，诊断结果输出可按各种诊断结果分类输出等，并可在网上对单井进行连续生产功况察看，同时可输出单井诊断结果报表。
4、诊断速度快。现场应用统计，在具有基本配置的计算机上运行诊断软件，平均诊断速度为2-3口/秒，全厂4000余口出油机井诊断不出一个小时。
5、界面友好，诊断符合率高。操作容易，功能直观，轻松掌握。且平均诊断符合率在80%以上。

抽油机井示功图智能诊断系统诊断内容包括：
①对井下泵况故障类型自动识别，并对影响泵况的敏感性参数进行定量分析。
②采用变步长插分法及付氏级数两种方法求解波动方程。采用几何特征分析法和特征综合评判自动诊断油井故障。
③采用数据自动提取或手动输入、公式计算或自动迭代方法计算阻尼系数。
④利用一次回归，二次回归，多次回归的方法确定凡尔开闭点，定量计算游动凡尔漏失量、固定凡尔漏失量及充满系数。

目前，依据泵功图不同故障其几何特征的差异，已推导出了不同的几何特征函数，根据几何特征综合评判法、模糊综合评判法等即可对井下泵工况故障进行自动识别，现已能初步诊断出十四种基本的抽油机井生产功况：

①．连抽带喷； ②．气锁或严重液击；
③．凡尔失灵或抽油杆在泵口断脱。④．抽油杆断脱；
⑤、气体影响； ⑥．供液不足；
⑦．固定凡尔漏失； ⑧．游动凡尔漏失。
⑨．泵上挂； ⑩．泵下碰；
⑾．柱塞脱出工作简； ⑿．卡泵；
⒀．泵工作基本正常。 ⒁．油管漏；
以下为抽油机井智能化诊断、分析流程图：
抽油机井示功图测试信息
抽油机井动液面测试信息

测试信息回放
单井日综合记录数据
形成抽油机、电泵井、螺杆泵井单井测试综合报表
入单井测试数据库（DCA01、DCA02）
油井杆、管、泵基础数据
原油物性数据(密度、粘度)、生产动态数据
采油队：单井智能化诊断、分析
入库（DCA01、DCA02）
网上功况浏览、查询及方案措施查询
采油矿：单井智能化诊断、分析
工程：单井疑难井智能化诊断、分析
抽油机井智能化诊断、分析流程图

三、硬件运行环境
适用机型：台式或膝上型PC机等；
内存需求：128M以上；
硬盘空间：5G 以上；
CPU主频1GHz 以上。

四、软件运行环境：
操作系统：Win98/WinXp 编程语言：Visual Basic6.0
数据库： Oracle、Microsoft Access、Visual FoxPro5.0
五、软件操作说明
为了能更好的使用本软件，建议您将显示器的分辩率调节到1024×768模式。

下图即为本软件的界面。主要分为五个部分，如图示：

图(1)
（1）区为检索区，提供的检索条件有测试日期、模糊井号以及矿队。
（2）区为数据库操作指示区，它主要负责显示对数据库检索、提取、存储操作的进度。
如图示(2)：

图(2)
（3）区为数据显示区。主要显示被检索出来的井号、测试日期、作业区、队、诊断结果以及小队诊断结果。该区显示的数据主要是为了实现各种操作。将光标移至该区，点击右键弹出如图的菜单。具体操作下面详解。

图(3)
（4）区提供的窗口是为人工修正非正确诊断结果设置的。技术人员可以分类或单井重点检查泵况诊断的准确性。如果遇到诊断不准确的泵况，可以手动及时修改。该窗口主要向技术人员提供油井功图一些生产数据及历史功图。但请注意该区为默认隐藏区，软件启动时主界面并无该区。
如图示：

图(4)
（5）区为（1）区的附带区。该区主要用来显示检索出来的总井数、无功图井数、无液面井数以及可被诊断井数。
操作流程
1、软件安装
首先确认一下要被安装的计算机是何操作系统，我们为您准备了两个系统(Win98/xp)的安装文件。请确认后根据安装文件的提示进行安装。安装完成后,需要进行数据源的配置工作。该系统的数据源应被设置为Oracle数据库。具体设置如下:利用本机oracle数据库建立与矿服务器oracle数据库的连接,用户为矿地质pdpmis用户(kjdz),链名可为zd或其他.第一次启动该软件,点击主界面上方“配置数据源”菜单或工具栏中“数据源配置图标”，弹出如下图窗口：

图(5)
输入左侧的用户、口令、别名后,点击“连接测试”按钮，测试成功后点击“应用”按钮退出该软件。
2、操作
运行程序，在（1）区选择检索井的时间段以及其他检索条件，点击“检索”键，此时在（2）区有进度条显示，检索速度的快慢取决于数据源类型以及检索井数的多少。待检索完成后，（5）区显示检索井数，在（3）区显示符合条件井的列表。点击右键弹出菜单如图（３）示，根据操作需要选择井，被选中的井会以“＊”标注。如果选择单井时，只需双击该井所在行。选取井后在（3）区点击右键弹出菜单中“提取数据”项开始提取诊断所需数据，同样在（2）区也有相应的进度指示。待提取完成后系统提示是否浏览提取出的数据，选择“是”则显示如图（6）的窗口：

图（6）
在该窗口中，您可以看到各井的部分生产数据和静态数据，如果发现某井的数据有严重错误或缺项，您可以直接将该井删除使其不参与诊断或手动更正错误数据。如果选择“否”，系统将不弹出此窗口。点击工具栏诊断”图标，系统进入诊断程序。为了适合不同的诊断需要，诊断程序设计了三种诊断方法，即“单井诊断”、“批量诊断”、“任意深度功图分析”。选择“单井诊断”菜单弹出如图（7）窗口：

图（7）
在左上角列表区选择一口井，然后再选择适当的阻尼系数计算公式后点击“计算”键，在功图显示区会画出转换后的泵功图。再点击“几何特征法”或“综合分析法”，这样就得出了诊断结果。如果您觉得结果不正确，您可以在诊断结果下拉菜单中手动选择一个正确的结果。点击“保存”键，这样一口井的诊断就完成了。
选择“批量诊断”菜单，则弹出如图（8）的窗口，在列表上选择井号，在阻尼系数下拉菜单中选择合适的阻尼系数计算公式，点击“开始诊断”键开始诊断，待进度条提示您诊断完成后，点击“保存诊断结果”键存储结果。
选择“任意界面功图”菜单，则弹出如图（9）的窗口，在列表中选择要被分析的井，拉动滚动条到某深度，点击“计算”键，则在功图显示区就会画出该深度的地下泵功图。此窗口是为单井泵况分析设计的，并不产生诊断结果，故无需保存。
诊断完成后，退出诊断程序，系统弹出提示菜单如图（10），如果您希望将诊断结果转存到矿或小队的数据库时选择“是”否则选择“否”，但无论选择是与否临时结果库中的数据将全部被清空。

图（8）

图（9）

图（10）
至此，诊断操作全部完成。诊断结果入库后，再选择同样时间段开始检索，在（3）区您会看到在诊断日期和诊断结果项中分别被填写了相应的结果。此时如果在（3）区点击右键弹出菜单中的“查看功图”项，默认隐藏的（4）区将会显示出来。查看功图有两种方法，即“选中即查看”和“分类查看”。其中选择“选中即查看”前应在（3）区双击选中要查看的井，而“分类查看”则不许此操作。
此外，软件还设有一些附加功能。代码维护功能：如图（11），此窗口为解释代码和矿名队名的维护，根据实际名称加以修改。注意：如过代码数据修改不正确，会影响到检索结果。这些辅助功能可根据您的实际需要加以选择。

图（11）
六、该软件所用数据表如下：
1、 dca01（抽油机示功图）
2、 dca02（动静液面）
3、 dgb01（抽油机档案）
4、 daa01（单井基础信息）
5、 dba01（油井日数据）
6、 dba04（采油井月数据）
7、 zdfzsj（诊断辅助数据库，包括杆、管及原油物性数据）
8、 csjg（测试结果，调用单井泵效内容等）小队汇总上传改为矿服务器地质用户
9、 zdjsjg（存储诊断解释结果内容）

七、附录：诊断理论及相关标准简介
（一）、抽油机井示功图智能诊断理论
抽油机井示功图诊断原理：
l、抽油机井示功图诊断的基本理论为S.Glbbs波动方程：
1966年S.Glbbs将井下抽油泵处的负荷变化假象成以应力波的形式沿抽油杆柱传递到地面，由此推导并建立了抽油杆系一维带阻尼波动方程。

式中：—抽油杆x断面处t时刻的位移 m
a—应力传播速度 m/s
c—粘滞阻尼系数 1/s
在此利用光杆处所得到的光杆载荷与时间的关系曲线以及光杆位移与时间的关系曲线作为边界条件来求解S.Glbbs方程，就可得到抽油机井的泵功图。
通过建立典型功况“泵功图”的数学模型，利用几何比对和模糊判断来实现抽油机井的功况诊断。
专家提示：理想条件的“理论泵功图”为一规则的矩形，原因是泵功图消除了杆、管的弹性变形及摩擦等因素的影响。
使用波动方程的数学模型有下列特点：
⑴便于用数字计算机求解；
⑵特别适用于线性系统，对于非线性系统的判断准确率较低；
⑶计算过程烦琐，所用时间相对较长。
⑷适合单输入、单输出系统，对多输入、输出系统的适应性较差。

⑸适用于恒参数系统，对于变参数系统的适用性较差。
2、本软件中应用的诊断理论为“状态方程”
伴随着人们对有杆泵系统工作原理认识的逐步深入，示功图智能诊断理论被不断的完善，目前已诞生的诊断理论已达到了三种，即：
⑴微分方程 ⑵传递函数 ⑶状态方程
应用状态方程来表示的数学模型有下列优点：
⑴便于用数字计算机求解；
⑵不但适用于线性系统，也可适用于非线性系统；
⑶不但适用于恒参数系统，也可适用于变参数系统；
⑷不但适合单输入、单输出系统，也适用于多输入、输出系统。
⑸计算过程简洁，所用时间较短。
（三）、抽油机井示功图智能诊断的标准
截止到目前，虽说抽油机井的功况诊断理论在迅猛的发展，但客观现实是部分“功况诊断理论”尚需进一步的完善。也就是说目前国内外还没有一套完善的能够诊断所有功况的软件。
考虑到计算机定量诊断与技术人员定性判断的差异所在，在此我们必须首先对定量诊断的标准进行介定（也就是建立一标准尺）。
1、示功图智能诊断的原则：
⑴在正常井的泵况中不含有不正常的泵况；
⑵在气影响、供液不足井中不含断、漏井；
⑶需要人为进一步实施判断的仅有“断脱、漏失和其它”三种功况，约占诊断井数的10-15%之间。
⑷智能诊断覆盖率达95%以上。
⑸诊断准确率达80%以上。

⑹该软件是一般工程技术人员实施功况诊断的常规应用软件。
2、部分智能诊断“功况”的判断标准：
⑴正常
条件：， 且。
⑵带喷井
条件：；或，且。
⑶断脱（抽油杆断）
条件：；，。
⑷油管漏失
条件：；，。
⑸供液不足
条件：且， 。
⑹气体影响
条件： 且。
上述条件为工程技术大队通过对我厂连续4个月的功况实施诊断后，根据我厂的实际情况所制定，欢迎大家在应用该软件的过程中多提宝贵意见，使上述界定条件进一步的得到完善。
（完）

2004年4月6日
工程技术大队
- 16 -