[发明专利]一种由井底泵功图调整抽油机电机转速的方法在审

专利信息
申请号: 201811098085.6 申请日: 2018-09-20
公开(公告)号: CN110924904A 公开(公告)日: 2020-03-27
发明(设计)人: 孙东;李炜;范路;齐光峰;肖志勇;宋泓霖;刘聪 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心
主分类号: E21B43/12 分类号: E21B43/12;E21B47/009
代理公司: 济南智圆行方专利代理事务所(普通合伙企业) 37231 代理人: 张玉琳
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 井底 泵功图 调整 抽油机 电机 转速 方法
【说明书】:

发明公开了一种由井底泵功图调整抽油机电机转速的方法,涉及游梁式抽油系统动力学分析领域,技术方案为,通过对游梁式抽油机地面装置的参数测量,计算出游梁式抽油机地面装置的系统效率;以该系统效率为整个游梁式抽油系统效率,推算出最大泵有效冲程,利用这一泵冲程,绘制出泵功图;从而求解地面示功图;根据示功图结果中的位移,控制电机在此运行状态下运行。本发明的有益效果是:考虑了更复杂的影响因素,将影响因素模块化,计算结果更接近真实值;可根据不同的井参对油井进行差异化计算,得出适合油井自身的分析结果;通过计算结果后处理,可以得出地面示功图与地下泵功图的对应关系,方便对抽油机的运行状态做针对性调整。

技术领域

本发明属于游梁式抽油系统动力学分析领域,具体地,涉及一种由井底泵 功图调整抽油机电机转速的方法。

背景技术

准确地由泵功图求取地面示功图,对改进油田抽油机电机运行控制模式, 实现油田节能增产有重要意义。游梁式抽油机动力学分析,分为地面部分抽油 机动力学分析和地下部分抽油杆柱动力学分析两种。抽油机动力学分析通常以 曲柄为等效部件,分析曲柄的动力学过程,进而得出抽油机的动力学参数。地 下抽油杆柱动力学分析,以吉布斯提出的波动方程为基础,考虑抽油杆柱所受 外力及自身惯性力,对抽油杆柱进行动力学分析。之后延伸出考虑杆、液耦合 模型,斜井、水平井动力学分析模型。

示功图以横、纵坐标分别表示游梁抽油系统悬点处位移与载荷,从空间和 时间两个维度上反应油井的运行状况,示功图形状一直以来作为井况诊断的重 要依据,由专家法,通过示功图可以油井动液面,含沙量等。由示功图,通过 分析还可以得出泵功图泵功图可以更直观地反映油井产量,油井对电能的利用 情况。

人们通常通过以上两种曲线来调整游梁式抽油机的运行状态,比如适当调 整冲次,必要时定时开、停油井,以实现用较低的能源得到最大化的产量。这 往往需要大量的经验,对运行状态的调整也不够准确。

发明内容

为了实现上述发明目的,本发明提供一种由井底泵功图调整抽油机电机转 速的方法。

其技术方案为,一种由井底泵功图调整抽油机电机转速的方法,包括常规 游梁式抽油机,

S1,通过对游梁式抽油机地面装置的参数测量,计算出游梁式抽油机地面 装置的系统效率;可通过举升理论做计算游梁式抽油机地面装置的系统效率的 方法。

S2,以S1得到系统效率为整个游梁式抽油系统效率,推算出最大泵有效冲 程,即为我们要通过控制电机运行实现的最优泵冲程;这是一个假设,系统效 率损失分为地面系统损失和地下损失,我们假设只有地面损失,地下没有损失, 得出泵冲程,作为我们优化的目标。其实地下损失是不可避免的,我们是为了 有效冲程最优化。

S3,利用这一泵冲程,绘制出泵功图;结合泵功图及抽油杆运动过程中的 受力得出的抽油杆载荷,求解地面示功图;

S4,根据S3所得示功图结果中的位移,经过求导得出光杆速度分布曲线, 通过变频器控制电机运行,实现指定光杆速度分布,控制电机在此运行状态下 运行。

优选为,所述S3中抽油杆运动过程中的受力分析为光杆载荷的分析,即光 杆的轴向载荷,包括抽油杆在井液中的重量、抽油杆柱在油管环形空间中的井 液重量、油管外液柱对柱塞下端的压力、抽油杆柱和抽油泵运动时所受的额摩 擦力、抽油杆运动所产生的振动载荷、抽油杆柱和液柱的惯性载荷几个因素。

优选为,所述光杆载荷由抽油杆在井液中的重量、抽油杆柱在油管环形空 间中的井液重量、油管外液柱对柱塞下端的压力为静载荷,通过分析上下冲程 两个时间段的载荷求出;此处的分析方法为现有的载荷求解方法。

所述抽油杆柱和抽油泵运动时所受的额摩擦力、抽油杆运动所产生的振动 载荷、抽油杆柱和液柱的惯性载荷为光杆动载荷。

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