[发明专利]基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法及装置，该方法包括：根据电潜柱塞泵中井柱塞的位移及所述电潜柱塞泵中电机的有功功率生成电功图；利用电机输出轴功率模型及柱塞载荷模型，根据所述电功图生成泵功图。本发明能够建立一种准确计算电潜柱塞泵的泵功图的方法，从而为泵工况诊断奠定基础。

技术领域

本发明涉及石油开发领域，尤其是涉及油田无杆采油技术领域，具体涉及一种基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法及装置。

背景技术

随着斜井、丛式井快速增长，有杆举升采油方式杆管偏磨严重，检泵周期缩短，同时有杆举升系统能耗利用率低，而电潜柱塞泵是一种逐渐兴起并且应用的新型无杆举升采油系统，该举升方式不使抽油杆，直接将直线电机置于井下直接驱动抽油泵往复抽油，电潜柱塞泵之后，油井的维修费用大大减少，节能效果显著，电潜柱塞泵具有良好的应用前景，是未来油田举升工艺的一个发展方向。

传统的有杆泵井通过采集井口光杆的示功图，然后利用数学方法得到井下泵功图；电潜柱塞泵油井由于没有抽油杆，无法在井口采集井下柱塞泵的示功图。

由上，目前缺乏一种可以准确计算电潜柱塞泵的泵功图的方法及装置。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明能够建立一种准确计算电潜柱塞泵的泵功图的方法，从而为泵工况诊断奠定基础。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法，包括：

根据电潜柱塞泵中井柱塞的位移及所述电潜柱塞泵中电机的有功功率生成电功图；

利用电机输出轴功率模型及柱塞载荷模型，根据所述电功图生成泵功图。

一实施例中，利用电机输出轴功率模型及柱塞载荷模型，根据所述电功图生成泵功图，包括：

将所述电功图输入所述电机输出功率模型，生成电机输出功率；

将所述电机输出功率输入至所述柱塞载荷模型，输出所述电潜柱塞泵的载荷。

一实施例中，基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法，还包括：

采集所述电机的地面实测功率；

根据电缆线径、载流量及电压计算电缆损失功率；

根据所述电机地面实测功率及所述电缆损失功率计算所述有功功率。

一实施例中，所述电机输出轴功率模型包括：

其中，P_out-电机输出功率，kW；β—电动机的瞬时功率利用率，％；P_N—电动机额定功率，kW；P₀—电动机空耗功率，kW；α-电动机额定效率，％；P_in—电动机输入功率，kW。

一实施例中，所述柱塞载荷模型包括：

其中，F(t)—动子推力，N；m—动子质量，kg；a(t)—动子加速度，m/s；f—摩擦力，N；v(t)为电潜柱塞泵运动速度规律函数。

第二方面，本发明提供利用基于电潜柱塞泵的泵功图生成方法的基于电潜柱塞泵的泵功图生成装置，该装置包括：

电工图生成单元，用于根据电潜柱塞泵中井柱塞的位移及所述电潜柱塞泵中电机的有功功率生成电功图；

泵功图生成单元，用于利用电机输出轴功率模型及柱塞载荷模型，根据所述电功图生成泵功图。

一实施例中，所述泵功图生成单元包括：