[发明专利]抽油杆的设计方法及设计装置

说明书

本发明公开了一种用于抽油杆的设计方法，属于石油技术领域。该抽油杆包括由下至上的N级杆柱，该设计方法包括：从待选杆柱库中选择一种杆柱作为第1级杆柱，第1级杆柱为N级杆柱中位于最下方的杆柱；根据待选杆柱库中各种杆柱的优先级，按照从下至上的方式依次选择第n级杆柱，第n级杆柱的优先级大于第n‑1级杆柱的优先级，杆柱的优先级根据杆柱的杆柱参数确定，杆柱参数包括许用应力、杆径和许用系数，许用系数用于表示杆柱的新旧程度，许用应力与杆柱的材质对应，新杆柱的许用系数大于非新杆的许用系数；其中，n和N均为正整数，且2≤n≤N。本发明提高了抽油杆的设计效率。

技术领域

本发明属于石油技术领域，特别涉及一种抽油杆的设计方法及设计装置。

背景技术

抽油杆是抽油机中的重要部件，其两端分别连接光杆和柱塞泵，以起到传递动力的作用。

抽油杆包括多级同轴连接在一起的杆柱。现在在设计抽油杆时，如果各级杆柱均使用材质相同的新杆，那么通常先设计第一级杆柱(位于油井底端，与柱塞泵连接)，使得第一级杆柱的许用应力满足需求，然后再往上设计第二级杆柱，为了第二级杆柱也能满足许用应力，那么在各级杆柱采用相同材质的情况下，第二级杆柱的杆径只需大于第一级杆柱即可，依次类推，设计完后续各级杆柱，直至抽油杆的长度满足需求。这种方法设计出的抽油杆，虽然每一级杆柱均可以满足许用应力的需求，但是由于限制了每一级杆柱均为的材质相同的新杆，所以在设计杆柱时，无法采用翻新杆或者其他材质的杆柱，导致设计方案受到严重的限制，且成本较高。

为了避免杆柱的设计被材质所限制，现在通常先设计出满足许用应力需求的第一级杆柱，然后再根据设计者的经验设计杆柱的材质和杆径，并根据选择的杆柱材质和杆径计算出该杆柱是否满足许用应力需求，如果不符合，则需要重新设计，直至设计出满足许用应力需求的下一级杆柱。然而，上述设计方法虽然摆脱了杆柱材质的限制，但是设计者在设计杆柱时，往往需要结合杆柱的材质和杆径，多次验证试算设计出的杆柱是否能够满足许用应力需求，导致效率非常低下。

发明内容

本发明实施例提供了一种抽油杆的设计方法及设计装置，能够提高抽油杆的设计效率。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种抽油杆的设计方法，所述抽油杆包括由下至上的N级杆柱，所述设计方法包括：

从待选杆柱库中选择一种杆柱作为第1级杆柱，所述第1级杆柱为所述N级杆柱中位于最下方的杆柱；

根据所述待选杆柱库中各种杆柱的优先级，按照从下至上的方式依次选择第n级杆柱，所述第n级杆柱的优先级大于第n-1级杆柱的优先级，所述杆柱的优先级根据所述杆柱的杆柱参数确定，所述杆柱参数包括许用应力、杆径和许用系数，所述许用系数用于表示杆柱的新旧程度，所述许用应力与杆柱的材质对应，新杆柱的许用系数大于非新杆的许用系数；

其中，n和N均为正整数，且2≤n≤N。

进一步地，所述杆柱的优先级采用以下公式确定：

其中，pri_i为所述待选杆柱库中的第i种杆柱的优先级，ε_i为第i种杆柱的校正系数，ε_i为设定值，f_i为第i种杆柱的许用系数，d_i为第i种杆柱的杆径，σ_i为第i种杆柱的许用应力。

进一步地，当所述待选杆柱为玻璃杆柱时，所述校正系数根据所述第n级杆柱所处的泵深确定；当所述待选杆柱为加重杆时，所述校正系数小于1。

进一步地，所述设计方法还包括：

分别计算所述N级杆柱的杆长；

当所述N级杆柱的杆长之和大于泵深时，减小最后一级杆柱的长度，使得所述N级杆柱的杆长之和等于泵深，所述最后一级杆柱为所述N级杆柱中位于最上方的杆柱；