CN103498647A - 一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统 - Google Patents

一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统 Download PDF

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CN103498647A CN201310412540.6A CN201310412540A CN103498647A CN 103498647 A CN103498647 A CN 103498647A CN 201310412540 A CN201310412540 A CN 201310412540A CN 103498647 A CN103498647 A CN 103498647A
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Abstract

本发明公开了一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统,方法包括:根据油井系统的地面效率、地面效率理想值、油井系统的井下效率、井下效率理想值确定井下当量效率和当量系统效率,建立抽油机井系统效率评价图;根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;采集有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据,确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率,确定单井在评价图中的分区位置,对抽油机井系统的参数进行调整。公平评价不同类型抽油机井的系统效率水平,为提高抽油机井系统效率提供方法。

Description

一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统
技术领域
本发明关于油田抽油机井抽油技术领域,具体的讲是一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统。
背景技术
抽油机采油是我国乃至全世界最重要的采油方式,我国90%以上的油井应用抽油机采油。抽油机井系统由地面系统和井下系统组成。地面系统包括电机、皮带、减速箱和四连杆机构;井下系统包括盘根、抽油杆、油管、抽油泵和供液油藏。由于力学传送单元多,各环节都会带来能量的损失,抽油机井能耗巨大,我国抽油机井年耗电近300亿度。衡量抽油机井是否节能的指标是系统效率,即举升液体所做需功率与电机输入功率的比值。目前我国抽油机井的平均系统效率仅23%,仍然有较大的提升潜力,预计系统效率平均提高1%,我国年节电12亿度,因此各油田都把提高系统效率作为采油工作的重点,同时制定了系统效率对标值,藉此达到提高系统效率的目的。
然而,影响油井系统效率的因素众多,可分为固有因素和可控因素。其中固有因素包括油藏供液能力、油藏深度、流体性质、井眼轨迹等,可控因素包括设备型号、工作参数、抽油机平衡状况等。例如一口抽油机井A,其埋藏较深的、供液不足的、稠油、大斜度井,由于自身固有条件恶劣,即使把可控因素调整到最佳,其系统效率也低于埋藏浅、供液充足的常规直井B,这就说不同类型的油井系统效率不具可比性。因此,当前通过系统效率对标的方法不能公平地评价不同类型油井的系统效率水平,不利于发现系统效率潜力油井,同时也不利于提升系统效率。
发明内容
为提高抽油机井系统效率提供方法,本发明提供了一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统,公平评价不同类型抽油机井的系统效率水平,根据评价结果对参数进行调整,提供抽油机井系统效率。
本发明实施例提供了一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法,所述的方法包括:
根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
根据有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
根据所述的单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置;
根据确定的单井在评价图中的分区位置对抽油机井系统的参数进行调整。
此外,本发明还提供了一种提高抽油机井系统效率的参数调整系统,所述的系统包括:效率评价图生成装置,数据处理装置、主控计算机及数据采集装置,所述的效率评价图生成装置与所述主控计算机相连接,所述数据采集装置通过数据处理装置与所述主控计算机相连接,其中,
所述的效率评价图生成装置包括:
地面当量效率确定模块,用于根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
井下当量效率确定模块,用于根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
当量系统效率确定模块,用于根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
评价图生成模块,用于根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
分区模块,用于根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
所述数据采集装置,用于采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
所述数据处理装置,用于根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
所述主控计算机,用于根据单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置,根据确定的单井在评价图中的分区位置生成参数调整结果。
本发明提供了一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统,提供了一种评价和提高抽油机系统效率的方法,为不同类型的抽油机井提供了一个公平的系统效率评价平台,为系统效率挖掘提供了方法。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法的流程图;
图2为一种提高抽油机井系统效率的参数调整系统的示意图;
图3为本发明实施例中的效率评价图生成装置的结构框图;
图4为本发明实施例中确定单井的井下当量效率的流程图;
图5为本发明实施例中确定单井的当量系统效率的流程图;
图6为本发明实施例中绘制抽油机井系统效率评价图;
图7为本发明实施例中绘制抽油机井系统效率评价图;
图8为M油田单井抽油机井系统效率评价图;
图9为M油田五区抽油机井系统效率评价图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为本发明公开的一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法,包括:
步骤S101,根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
步骤S102,根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
步骤S103,根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
步骤S104,根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
步骤S105,根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
步骤S106,采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
步骤S107,根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
步骤S108,根据所述的单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置;
步骤S109,根据确定的单井在评价图中的分区位置对抽油机井系统的参数进行调整。
此外,如图2所示,本发明还提供了一种提高抽油机井系统效率的参数调整系统,包括:效率评价图生成装置201,数据处理装置203、主控计算机204及数据采集装置202,效率评价图生成装置201主控计算机204相连接,数据采集装置202通过数据处理装置203与主控计算机204相连接.
如图3所示,本发明中的效率评价图生成装置201包括:
地面当量效率确定模块2011,用于根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
井下当量效率确定模块2012,用于根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
当量系统效率确定模块2013,用于根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
评价图生成模块2014,用于根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
分区模块2015,用于根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
数据采集装置202,用于采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
数据处理装置203,用于根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
主控计算机204,用于根据单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置,根据确定的在评价图中的分区位置生成参数调整结果。
其中,如图4所示,上述的根据有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率包括:
步骤S401,根据所述的悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的井下效率;
步骤S402,根据单井的可控因素与固有因素的关系模型确定单井的井下理想效率;
步骤S403,根据所述单井的井下效率和单井的井下理想效率的比值确定所述单井井下当量效率。
其中,步骤S401中根据悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、有效扬程生成单井的井下效率包括:
根据单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述悬点载荷、冲程和式(3)确定光杆功率;
根据所述水力功率和光杆功率的比值确定单井井下效率;
Figure BDA0000380604740000051
Figure BDA0000380604740000052
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
其中,设曲柄运行一个周期,有m个载荷、位移测试点F(i)、S(i)
如图5所示,上述的根据有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的当量系统效率包括:
步骤S501,根据所述的有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率;
步骤S502,根据理想状态下的电机效率、皮带效率、减速箱效率及四连杆效率生成地面理想效率;
步骤S503,根据所述的地面理想效率和单井的井下理想效率确定单井的理想系统效率;
步骤S504,根据所述单井的系统效率和单井的理想系统效率的比值生成单井的当量系统效率。
上述的步骤S501中根据有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率包括:
根据所述单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述有功功率和式(4)生成电机输入功率;
根据所述水力功率和电极输入功率的比值生成单井的系统效率;
Figure BDA0000380604740000062
Figure BDA0000380604740000063
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
Figure BDA0000380604740000064
其中,n表示曲柄回转一个周期测试的点数,Pa(i)表示测试点的有功功率,P表示电机输入功率,max(Pa(i),0)为Pa(i)和0两值中的最大值。
下面结合具体的实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。本发明的具体实施方式包括如下步骤:
步骤一:绘制抽油机井系统效率评价图
(1)确定评价图横纵坐标
油井系统效率由地面效率和井下效率组成,即η系统地面×η井下。其中地面效率η地面受设备选型是否合理、抽油机是否平衡、皮带松紧和轴承润滑等可控因素的影响;井下效率η井下受油藏供液能力、流体性质、井眼轨迹、下泵深度、冲程、冲次、泵径等固有因素和可控因素的综合影响。
在可控因素达到最佳组合状态时,地面效率达到理想值η地面max,理想井下效率达到理想值η井下max。定义地面当量效率
Figure BDA0000380604740000071
表示地面效率的发挥程度;定义井下当量效率
Figure BDA0000380604740000072
表示井下效率的发挥程度。
则油井整体当量系统效率
Figure BDA0000380604740000073
以井下当量效率
Figure BDA0000380604740000074
为横坐标、整体当量系统效率
Figure BDA0000380604740000075
为纵坐标绘制抽油机井系统效率评价图,如图6所示。
(2)绘制资料核实界限601
由于
Figure BDA0000380604740000076
Figure BDA0000380604740000077
油井的系统效率状态只能处于评价图的下三角区域,即以(0,0)、(100,100)两点绘线,得到资料核实线601。在资料核实线601的上部不合理,属于资料核实区E。
(3)绘制地面设备调整界限602
设定地面当量效率低于85%时,地面效率尚有提高空间,通过调整地面设备,以提高系统效率。根据
Figure BDA0000380604740000079
以(0,0)、(100,85)两点绘线则得到地面设备调整界限602。
(4)绘制生产参数调整界限603
设定井下当量效率低于80%时,井下效率尚有提高空间,通过调整生产参数,以提高系统效率。以(80,0)、(80,80)两点绘线,得到生产参数调整界限线603。
由此,三条线把整个图版分成五个区域:
区域A处于地面设备调整界限602和生产参数调整界限603之上,属于地面效率和井下效率均比较高的区域,定义为合理区。
区域B井下效率较高,整体当量系统效率低,处于地面设备调整界限602下面,定义为地面设备调整区。
区域C处于面设备调整界限602上部,井下效率低,整体当量系统效率也低,定义为生产参数调整区。
区域D井下效率低,地面效率低,整体当量系统效率也低,为综合调整区。
区域E,
Figure BDA0000380604740000081
不合理,为资料落实区。
由于井下当量效率和整体当量系统效率一般不会低于40%,可以只取图1的右上角部分作为抽油机井系统效率评价图,如图7所示。
步骤二:确定单井处于评价图中的位置
(1)测试相关参数
利用电参数测量仪测量单井抽油机电机在曲柄运行一个周期内的有功功率Pa(i);利用示功图测试仪,测试单井抽油机井曲柄运行一个周期内的悬点载荷F(i)、冲程S(i)、冲次N;应用双容积单井计量仪测量抽油机井的产液量Q;应用声波测试仪,测试单井抽油机井动液面深度H';应用压力表测试井口油压P和井口套压P
(2)计算电机输入功率P、光杆功率P、水力功率P
设曲柄运行一个周期,有n个有功功率测试点Pa(i),则电机输入功率为
Figure BDA0000380604740000082
式中max(Pa(i),0)为Pa(i)和0两值中的最大值,n表示曲柄回转一个周期测试的点数;
设曲柄运行一个周期,有m个载荷、位移测试点悬点载荷F(i)、冲程S(i)则光杆处的功率为
水力功率,也就是举升液体所需要的功率为
Figure BDA0000380604740000084
式中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m。
Figure BDA0000380604740000091
式中H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa。
(3)确定单井系统效率η系d和单井井下效率η井下d
η系d和η井下d由以下两式计算得到:
Figure BDA0000380604740000092
(4)确定单井整体理想系统效率η系maxd和井下理想效率η井下maxd
把整个抽油机井系统的能量损失划分八个部分:电机损失△P1、皮带损失△P2、减速箱损失△P3、四连杆损失△P4、盘根盒损失△P5、抽油杆损失△P6、抽油泵损失△P7、管柱损失△P8;对应地整个抽油机井系统的效率由八个分效率组成:电机效率η1、皮带效率η2、减速箱效率η3、四连杆效率η4、盘根盒效率η5、抽油杆效率η6、抽油泵效率η7、管柱效率η8
根据现场实测数据在设备配置合理、日常维护良好的状态下,电机效率可达η1max90%;皮带效率可达η2max98%;减速箱效率可达η3max90%;四连杆效率可达η4max95%。
则地面理想效率η地面max d1max·η2max·η3max·η4max=75%。
而井下效率,η井下d5·η6·η7·η8,这就使得井下效率除了受油井自身的固有因素(油藏供液能力、油藏深度、流体性质、井眼轨迹)影响外,还受到可控因素(冲程S、冲次N、下泵深度L、泵径Dp)的影响,根据现有技术中建立的固有因素和可控因素之间与各分效率之间的关系模型,
即η井下d=F(固有因素,S,N,L,Dp)。
则通过计算机循环运算,能够找到一组生产参数组合数据(冲程、冲次、下泵深度、泵径)=(S',N',L',Dp'),使得η井下d达到最大值,即得到井下理想效率η井下maxd
则单井整体理想系统效率η系maxd地面maxd·η井下maxd=0.75η井下maxd
(5)确定单井井下当量效率
Figure BDA0000380604740000093
和整体当量系统效率
Figure BDA0000380604740000095
Figure BDA0000380604740000096
由以下两式计算得到:
Figure BDA0000380604740000097
Figure BDA0000380604740000101
Figure BDA0000380604740000102
Figure BDA0000380604740000103
为横纵坐标即可找到单井处于评价图中的位置。
步骤三:确定单井提高系统效率方法
(1)如果单井处于A区,则说明该井目前的系统效率处于合理水平,无需提高。
(2)如果单井处于B区,说明地面系统效率较低,首先靠人工方法检查皮带是否松弛或减速箱是否缺机油,如果是则调整皮带松紧或添加润滑机油;然后应用测试示功图数据计算抽油机的平衡度,如果抽油机不平衡,则调整平衡块位置,使抽油机处于平衡位置;最后通过测试的示功图数据,核算抽油机机型是否偏大、电机选型是否偏大,如果是则更换较小型号的抽油机及较小型号的电机。
(3)如果单井处于C区,说明井下系统效率较低,调整冲程、冲次、下泵深度、和泵径等生产参数组合,使其等于(S',N',L',Dp')或接近这个组合。
(4)如果单井处于D区,说明地面效率和井下效率均低,需要对设备和生产参数进行整体调整,综合(2)、(3)中的所有措施和步骤。
(5)如果单井处于E区,说明采集数据不合理,检查数据合理性。
以M油田采油五区72口抽油机井为例,将本发明的技术方案用于进行系统效率评价评价和系统效率挖掘。
以其中的一口抽油机井为例:
(1)根据测试数据,计算单井电机输入功率P、光杆功率P、水力功率P
利用电参数测量仪测量单井抽油机在一个冲程内的电机的有功功率数据得到电机输入功率P=18.6kW,利用抽油机功图测试仪测试单井抽油机井的载荷和位移曲线,通过计算得到P=12.8kW,通过计算得到P=3.27kW。
(2)确定单井系统效率η系d和单井井下效率η井下d
由此得到
Figure BDA0000380604740000104
(3)确定单井整体理想系统效率η系maxd和井下理想效率η井下maxd
应用计算机循环计算,得到在(S',N',L',Dp')=(5,3,1026,0.038)时,即冲程S=5m;冲次N=3次/min;下泵深度L=1026,泵径Dp=0.038m时,井下效率达到最大值η井下maxd=36.07%。
则η系maxd=75%×36.07%=27%
(4)确定单井井下当量效率和整体当量系统效率
由此得到
Figure BDA0000380604740000113
Figure BDA0000380604740000114
由此得到该井处于生产参数调整区B,如图8所示。
由于该井处于生产参数调整区,说明冲程、冲次、下泵深度和泵径不合理,调整这四个参数使其等于(5,3,1206,0.038)或接近这个组合值。
同理确定M油田采油五区所有72口井的在评价图中的位置,如图9所示,并基于该评价图确定各单井提高系统方案。通过将各井在评价图中的位置,根据评价图的分区,可以清楚确定对抽油机的对应参数进行调整。
本发明提供的提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统,为不同类型的抽油机井提供了一个公平的系统效率评价平台,为系统效率挖掘提供了方法,为提高抽油机井系统效率提供方法。
本发明真对不同类型油井系统效率不可对比的事实,首次提出当量系统概念,并建立抽油机井当量系统效率评价模型,绘制了评价不同类型抽油机井系统效率水平的图版,形成一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法及系统。该方法和系统打破当前以笼统的系统效率概念去衡量所有类型油井的做法,为不同类型油井的运行水平提供了科学的评价方法,同时为系统效率挖潜指出了工作方向。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种提高抽油机井系统效率的参数调整方法,其特征在于,所述的方法包括:
根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
根据所述的单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置;
根据确定的单井在评价图中的分区位置对抽油机井系统的参数进行调整。
2.如权利要求1所述的提高抽油机井系统效率的参数调整方法,其特征在于,所述的根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率包括:
根据所述的悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的井下效率;
根据单井的可控因素与固有因素的关系模型确定单井的井下理想效率;
根据所述单井的井下效率和单井的井下理想效率的比值确定单井的井下当量效率。
3.如权利要求2所述的提高抽油机井系统效率的参数调整方法,其特征在于,所述的根据所述的悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、有效扬程生成单井的井下效率包括:
根据所述单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述悬点载荷、冲程和式(3)确定光杆功率;
根据所述水力功率和光杆功率的比值确定单井井下效率;
Figure FDA0000380604730000021
Figure FDA0000380604730000022
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
Figure FDA0000380604730000023
其中,设曲柄运行一个周期,有m个载荷、位移测试点F(i)、S(i)。
4.如权利要求2所述的提高抽油机井系统效率的参数调整方法,其特征在于,所述的根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的当量系统效率包括:
根据所述的有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率;
根据理想状态下的电机效率、皮带效率、减速箱效率及四连杆效率生成地面理想效率;
根据所述的地面理想效率和单井的井下理想效率确定单井的理想系统效率;
根据所述单井的系统效率和单井的理想系统效率的比值生成单井的当量系统效率。
5.如权利要求4所述的提高抽油机井系统效率的参数调整方法,其特征在于,所述的根据所述的有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率包括:
根据所述单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述有功功率和式(4)生成电机输入功率;
根据所述水力功率和电机输入功率的比值生成单井的系统效率;
Figure FDA0000380604730000024
Figure FDA0000380604730000025
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
Figure FDA0000380604730000031
其中,n表示曲柄回转一个周期测试的点数,Pa(i)表示测试点的有功功率,P表示电机输入功率,max(Pa(i),0)为Pa(i)和0两值中的最大值。
6.一种提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的系统包括:效率评价图生成装置,数据处理装置、主控计算机及数据采集装置,所述的效率评价图生成装置与所述主控计算机相连接,所述数据采集装置通过数据处理装置与所述主控计算机相连接,其中,
所述的效率评价图生成装置包括:
地面当量效率确定模块,用于根据油井系统的地面效率和地面效率理想值的比值确定地面当量效率;
井下当量效率确定模块,用于根据油井系统的井下效率和井下效率理想值的比值确定井下当量效率;
当量系统效率确定模块,用于根据所述地面当量效率和井下当量效率的乘积确定油井系统的当量系统效率;
评价图生成模块,用于根据所述井下当量效率和当量系统效率建立二维坐标体系的抽油机井系统效率评价图;
分区模块,用于根据预设的地面当量效率、井下当量效率对抽油机井系统效率评价图中当量系统效率小于井下当量效率的区域进行分区;
所述数据采集装置,用于采集单井抽油机电机曲柄运行一个周期内的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据;
所述数据处理装置,用于根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率和单井的当量系统效率;
所述主控计算机,用于根据所述的单井的井下当量效率和单井的当量系统效率确定单井在所述评价图中的分区位置,根据确定的在评价图中的分区位置生成参数调整结果。
7.如权利要求6所述的提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的数据处理装置根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的井下当量效率包括:
根据所述的悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的井下效率;
根据单井的可控因素与固有因素的关系模型确定单井的井下理想效率;
根据所述单井的井下效率和单井的井下理想效率的比值确定单井的井下当量效率。
8.如权利要求7所述的提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的根据所述的悬点载荷、冲程、单井抽油机井的产液量、有效扬程生成单井的井下效率包括:
根据所述单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述悬点载荷、冲程和式(3)确定光杆功率;
根据所述水力功率和光杆功率的比值确定单井井下效率;
Figure FDA0000380604730000041
Figure FDA0000380604730000042
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
Figure FDA0000380604730000043
其中,设曲柄运行一个周期,有m个载荷、位移测试点F(i)、S(i)。
9.如权利要求7所述的提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的数据处理装置根据所述的有功功率、悬点载荷、冲程、冲次、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压数据确定单井的当量系统效率包括:
根据所述的有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率;
根据理想状态下的电机效率、皮带效率、减速箱效率及四连杆效率生成地面理想效率;
根据所述的地面理想效率和单井的井下理想效率确定单井的理想系统效率;
根据所述单井的系统效率和单井的理想系统效率的比值生成单井的当量系统效率。
10.如权利要求9所述的提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的根据所述的有功功率、单井抽油机井的产液量、单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压生成单井的系统效率包括:
根据所述单井抽油机井的动液面深度、井口油压及井口套压、单井抽油机井的产液量和式(1)、(2)确定水力功率;
根据所述有功功率和式(4)生成电机输入功率;
根据所述水力功率和电极输入功率的比值生成单井的系统效率;
Figure FDA0000380604730000052
其中,Q——油井产液量,m3/d;ρ——油井液体密度,t/m3;g——重力加速度,=9.8m/s2;H——有效扬程,m;
H'——油井动液面高度,m;P——井口油压,MPa;P——井口套压,MPa;
Figure FDA0000380604730000053
其中,n表示曲柄回转一个周期测试的点数,Pa(i)表示测试点的有功功率,P表示电机输入功率,max(Pa(i),0)为Pa(i)和0两值中的最大值。
11.如权利要求6所述的提高抽油机井系统效率的参数调整系统,其特征在于,所述的数据采集装置包括:
电参数测量仪,用于测量单井抽油机电机在曲柄运行一个周期内的有功功率;
示功图测试仪,用于测试单井抽油机井曲柄运行一个周期内的悬点载荷、冲程、冲次;
双容积单井计量仪,用于测量抽油机井的产液量;
声波测试仪,用于测试单井抽油机井动液面深度;
压力表,用于测试井口油压、井口套压。
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