[发明专利]电功图计算油井产液量方法

权利要求书

1.电功图计算油井产液量方法，其特征在于，该电功图计算油井产液量方法包括：

步骤1，获取有效的抽油机井电功图；

步骤2，采用小波变换信号分离算法对抽油机井电功图进行数据时域分析；

步骤3，结合抽油机悬点的运动学分析计算柱塞有效冲程；

步骤4，计算产液量；

在步骤1中，实时采集电机的电流、电压参数，并采用概率矩阵分解滤波算法对数据奇异值进行预处理，抑制或消除噪声，获取有效的抽油机井电功图；

步骤2包括：

a，对抽油机井电功图并进行归一化处理得到归一化后的原始信号电功图；

b，应用小波变换信号分离算法进行电功图数据分析处理，将原始信号电功图进行多阶小波信号分离，分离成低频信号和中高频信号，获取多阶小波信号分离后包含抽油杆振动信号的低频信号图和多阶小波信号分离后抽油杆振动信号图；

c，分析抽油杆振动信号的低频信号图和抽油杆振动信号图，获得有效排液过程所占的时间和下行程过程所占的时间；

在步骤b中，将原始信号电功图通过一阶小波信号分离，得到一阶低频信号和一阶中高频信号，再将一阶低频信号进行小波信号分离，得到二阶低频信号和二阶中高频信号，再将二阶低频信号进行小波信号分离，得到三阶低频信号和三阶中高频信号，分析三阶中高频信号中振动幅值，结合抽油杆固有特性，获取多阶小波信号分离后包含抽油杆振动信号的低频信号图和多阶小波信号分离后抽油杆振动信号图；

在步骤3中，电功图一个周期T的计算公式如下：

T＝Ki (1)

式中，K为一个周期的采样点数，i为采样间隔，现场应用的电参数采集模块的采样间隔为0.2s；

假定曲柄匀速转动后，曲柄转动一周抽油机完成一个冲次，即：

式中：w为曲柄的角速度；

游梁式抽油机四连杆机构的几何关系为：

θ₂＝2π-θ+α (5)

以下死点为位移零点，向上为位移的正方向，则任意时刻t的悬点位移PR(t)为：

根据游梁式抽油机悬点的运动规律，有效行程S_pe可由下式计算得到：

S_pe＝PR(t_DG)-PR(t_FG) (12)

其中，R为曲柄半径，m；P为连杆长度，m；C为游梁后臂长度，m；A为游梁前臂长度，m；I为基杆的水平投影，m；H为支架轴承中心至减速箱输出轴中心的高度，m；对于各角度正方向规定下：曲柄转角θ从12点钟位置算起，并且沿顺时针方向时取为正值，θ＝wt；K为游梁轴与曲柄轴间的距离，m；α为曲柄轴在12点钟位置与游梁轴曲柄轴连线形成的夹角；L为游梁轴与连杆轴间的距离，m；β为游梁轴曲柄轴连线与游梁轴连杆轴连线形成的夹角；χ为游梁后臂与游梁轴连杆轴连线形成的夹角；φ为游梁后臂与游梁轴曲柄轴连线形成的夹角；ψmax为上下死点时游梁前臂与水平线形成的最大夹角，t_DG为下行程过程所占的时间，t_FG为有效排液过程所占的时间；

在步骤4中，抽油机井一个冲程的产液量：

q＝π(D/2)²S_per (13)

其中：q为一个冲程的产液量，m³；D为抽油泵泵径，m；S_pe为有效冲程，m；r为影响因子修正系数，考虑气体、泵漏、粘度这些因素，通过计算值与实测值进行标定来修正。

2.根据权利要求1所述的电功图计算油井产液量方法，其特征在于，在步骤4中，由于电功图的数据是实时连续采集的，对每个冲程液量进行累加，得到累计液量，从而得到一口油井的日产液量Q：

其中：N为抽油机井一天的冲程总次数，n为冲次，次/分。