抽油机诊断技术,等步长有限差分解的程序和结果

资 源 简 介

抽油机诊断技术,等步长有限差分解的程序和结果

详 情 说 明

抽油机诊断技术是石油开采中用于监测设备运行状态的重要手段。其中核心数学工具包括等步长有限差分解法和傅里叶级数变换，两者配合可实现从载荷数据到故障特征的完整分析链条。

等步长有限差分解 该方法通过离散化处理抽油杆柱的波动方程，将连续的动力学问题转化为差分方程组求解。关键在于选取合适的步长保证计算稳定性，通常采用中心差分格式处理二阶导数项，边界条件则根据光杆位移和载荷数据确定。计算结果可得到杆柱各截面的应力应变分布，为疲劳分析提供数据基础。

傅里叶级数变换应用 对采集的周期载荷信号进行谐波分解，提取基频和各阶谐波分量。通过对比健康状态下的频谱特征，可识别出减速箱齿轮磨损、平衡块失调等故障对应的异常频带。实践中常采用快速傅里叶变换(FFT)算法提升计算效率。

示功图绘制与分析 将求解得到的位移-载荷数据绘制为闭合曲线，通过图形形态可直接判断多种典型故障： 泵阀漏失表现为曲线包围面积减小 气体影响使图形出现"刀把"状畸变 砂卡故障导致卸载线陡峭化

诊断系统通常集成上述算法实现自动化分析，现场工程师只需观察示功图异常特征和系统生成的频谱报告即可快速定位问题。这种动态分析方法相比传统经验判断更具客观性，已成为现代油田数字化运维的标准配置。