CN106958440B - 一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，属于故障诊断技术领域，根据高压注水压力和低压注水压力可以得到螺杆泵的实际增压值、螺杆马达的实际降压值和螺杆泵的实际工作效率，然后根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；最后根据螺杆泵的最大理论效率和螺杆泵的实际工作效率确定液力驱动螺杆泵系统的井下工况，解决了液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断问题，为液力驱动螺杆泵系统与高压注水层和低压注水层的匹配适应提供了理论基础，推动了液力驱动螺杆泵系统在油田分层注水方面的应用，实现了液力驱动螺杆泵系统井下的高效运行。

Description

一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法和装置
技术领域
本发明涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法和装置。
背景技术
随着全球经济的迅猛发展，资源的需求量日益增大，被誉为三大能源之一的石油资源更是需求紧张，寻求经济有效的开发石油资源的方式已成为当前油田开发的主题。油田投入生产开发以后，随着开采时间的推移，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力持续下降，地下原油大量脱气，油井产量大幅降低，甚至停喷停产，造成地下残留大量死油开采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水或注气。而注水驱油的多次采油模式可以有效的保持油层压力、补充地层能量，可以使采收率提高10％-25％，已成为当今油田的主要开发方式。其中，分层注水技术实现了油层内精细开采，并在中低渗透层挖潜、稳油控水方面具有显著优势，成为注水开发油田的重要措施。
分层注水技术能够保持各地层的压力，提高整体采收率，现已成为油田稳产增产的重要措施之一。国内正在研究一种新型分层注水技术方案：将液力驱动螺杆泵系统应用到一个层间差异较大的注水井中，一部分液体经螺杆泵增压后注入高压层，另一部分液体螺杆马达降压后注入低压层。这种新型分层注水方案既避免了常规注水管柱节流嘴造成的压力损失，又具有结构紧凑，增压和减压一体化的优势。由于液力驱动螺杆泵系统的复杂性，如何检测高压层和低压层的注水的效果、了解液力驱动螺杆泵系统的运行工况成为一个尚未解决的难题，对于液力驱动螺杆泵系统的井下运行工况的诊断成为该领域亟待解决的技术难题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法和装置，旨在实现液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断，提高液力驱动螺杆泵系统用于井下分层注水过程中的注水效果，保证螺杆泵的泵效处于高效区工作。
一方面，本发明提供一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，所述方法包括：
根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；
分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；
根据所述高压注水层的注入压力、所述低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；
计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；
根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；
若所述螺杆泵的实际工作效率大于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在高效区；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外。
可选的，所述根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力，具体包括：
根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度和动力液管柱的内径，计算分水管的入口压力；
根据所述分水管的入口压力和分水管入口至螺杆马达入口的距离，计算马达的入口压力；
根据所述马达的入口压力和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
可选的，所述根据所述高压注水压力、所述低压注水压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失，具体为：
根据所述高压注水压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力；
根据所述螺杆泵的入口压力、所述螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降；
根据所述实际总压降和所述螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力；
根据所述螺杆马达的出口压力、所述低压注水压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
可选的，所述计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，具体为：
根据螺杆马达的流量、螺杆马达的实际降压值、螺杆泵的流量和螺杆泵的实际增压值，确定螺杆泵的实际工作效率。
可选的，所述若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外，具体为；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的左侧，则增大井口动力液的流量以提高所述螺杆泵的转速；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的右侧，则减小井口动力液的流量以降低所述螺杆泵的转速。
另一方面，本发明还提供一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断装置，所述井下工况诊断装置包括：
第一计算模块，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；
第一确定模块，用于分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；
第二计算模块，用于根据所述高压注水层的注入压力、所述低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；
第三计算模块，用于计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；
第二确定模块，用于根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；
第三确定模块，用于若所述螺杆泵的实际工作效率大于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在高效区；
第四确定模块，用于若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外。
可选的，所述第一计算模块具体包括：
第一计算子单元，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度和动力液管柱的内径，计算分水管的入口压力；
第二计算子单元，用于根据所述分水管的入口压力和分水管入口至螺杆马达入口的距离，计算马达的入口压力；
第三计算子单元，用于根据所述马达的入口压力和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
可选的，所述第二计算模块具体用于：
根据所述高压注水压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力；
根据所述螺杆泵的入口压力、所述螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降；
根据所述实际总压降和所述螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力；
根据所述螺杆马达的出口压力、所述低压注水压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
可选的，所述第三计算模块具体用于：
根据螺杆马达的流量、螺杆马达的实际降压值、螺杆泵的流量和螺杆泵的实际增压值，确定螺杆泵的实际工作效率。
可选的，所述第四确定模块具体用于：
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的左侧，则增大井口动力液的流量以提高所述螺杆泵的转速；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的右侧，则减小井口动力液的流量以降低所述螺杆泵的转速。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供了一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的高压注水压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的低压注水压力；进而根据高压注水压力和低压注水压力可以得到螺杆泵的实际增压值、螺杆马达的实际降压值和螺杆泵的实际工作效率，然后根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；最后根据螺杆泵的最大理论效率和螺杆泵的实际工作效率确定液力驱动螺杆泵系统的井下工况，解决了液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断问题，为液力驱动螺杆泵系统与高压注水层和低压注水层的匹配适应提供了理论基础，推动了液力驱动螺杆泵系统在油田分层注水方面的应用，实现了液力驱动螺杆泵系统井下的高效运行，并且可以根据确定了的液力驱动螺杆泵系统的井下工况，为通过调节液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的总流量调节液力驱动螺杆泵系统的井下实际运行工况提供依据。
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为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下结构示意图；
图3为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下结构简图；
图4为本发明实施例提供的注水指示曲线示意图；
图5为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法的步骤130的执行流程示意图；
图6为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵的特性曲线示意图；
图7为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线示意图；
图8为本发明实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的第一计算模块801的结构示意图。
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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供了一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法和装置，属于故障诊断技术领域，旨在实现液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断，提高液力驱动螺杆泵系统用于井下分层注水过程中的注水效果，保证螺杆泵的泵效处于高效区工作。
本发明提供的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；根据高压注水层的注入压力、低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；若螺杆泵的实际工作效率大于最大理论效率的十分之九，则螺杆泵工作在高效区；若螺杆泵的实际工作效率小于最大理论效率的十分之九，则螺杆泵工作在所述高效区之外。
本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，根据螺杆泵的最大理论效率和螺杆泵的实际工作效率确定液力驱动螺杆泵系统的井下工况，解决了液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断问题，为液力驱动螺杆泵系统与高压注水层和低压注水层的匹配适应提供了理论基础，推动了液力驱动螺杆泵系统在油田分层注水方面的应用，可以在确定了液力驱动螺杆泵系统的井下运行工况之后，通过调节井口注入动力液的流量，调节液力驱动螺杆泵系统的井下运行工况，实现了液力驱动螺杆泵系统的井下高效运行。
下面将参考图1～图6所示，对本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的井下运行工况诊断方法和装置进行详细说明。
参考图1所示，本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的井下运行工况诊断方法，包括：
步骤110：根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
参考图2所示，本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统是一种新式的液力驱动的单螺杆式水力机械，采用的是高压动力液驱动螺杆马达，进而螺杆马达带动螺杆泵工作，省去了电动机和电缆，提高了系统的可靠性。参考图2所示，液力驱动螺杆泵系统包括马达出口传动轴总成1、万向联轴器总成2、螺杆马达总成3、马达入口传动轴总成4和螺杆泵总成5，其中，螺杆马达出口传动轴总成1与万向联轴器总成2相连接，万向联轴器总成2与螺杆马达总成3相连接，螺杆马达总成3与马达入口传动轴总成4之间通过万向联轴器总成2相连接，马达入口传动轴总成4与螺杆泵总成5同样通过万向联轴器总成2相连接。
图3为本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的结构简图，示例的，参考图3所示，液力驱动螺杆泵系统可以包括套管、油管、分水管、上部传动装置、螺杆马达、中间传动装置、封隔器和螺杆泵等。
参考图3所示，节点①是液力驱动螺杆泵系统的井口，此处的动力液流量是井口注入动力液总流量Q，动力液压力是井口注入动力液压力P1；节点②是油管与分水管内的环形流道间的连接点，其流量是注入动力液总流量Q，压力为分水管的入口压力P2；节点③是螺杆马达和上部传动装置的连接点(也即图2中的螺杆马达总成和马达入口传动轴总成的连接点)，其流量是螺杆马达的入口流量Qm-in，压力为螺杆马达的入口压力Pm-in；节点④是螺杆马达和中间传动装置的连接点，其流量为螺杆马达的出口流量Qm-out，压力为螺杆马达的出口压力Pm-out；节点⑤是上部传动装置与低压注水层之间的连接点，其流量为低压注水层的注入流量Qlow，压力为低压注水层的注入压力Plow；节点⑥是中间传动装置和螺杆泵之间的连接点，流量为螺杆泵的入口流量Qp-in，压力为螺杆泵的入口压力Pp-in；节点⑦是螺杆泵与高压注水层之间的连接点，其流量为螺杆泵的出口流量Qp-out，压力为螺杆泵的出口压力Pp-out；节点⑧是高压注水层的入口，其流量是高压注水层的注入流量Qhigh，压力是高压注水层的注入压力Phigh。
具体的，在本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的井口安装流量计，用于测量节点①的流量Q和压力P1，即井口注入动力液总流量Q和井口注入动力液压力P1；在上部传动装置和低压注水管之间安装流量计，用于测量节点⑤的流量和压力，即低压注水层的注入流量Qlow和低压注水层的注入压力Plow。
根据井口注入动力液总流量Q和低压注水层的注入流量Qlow，可以得到高压注水层的注入流量Qhigh，具体的，高压注水层的注入流量Qhigh等于井口注入动力液总流量Q和低压注水层的注入流量Qlow的流量差值。其中，需要说明的是，高压注水层的注入流量Qhigh和螺杆泵的出口流量Qp-out相等，低压注水层的注入流量Qlow与螺杆马达的出口流量Qm-out相等。
根据螺杆泵的出口流量Qp-out和螺杆马达的出口流量Qm-out可以确定本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，具体的，本发明实施例的液体驱动螺杆泵系统的实际分流比等于螺杆泵的出口流量Qp-out和螺杆马达的出口流量Qm-out之间的比值。
首先，根据螺杆泵的出口流量Qp-out和螺杆马达的出口流量Qm-out确定了本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比之后，判断本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比是否在预设的分流比范围之内，如果本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比不在预设的分流比范围之内，则更换本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的螺杆马达和螺杆泵的结构参数，调节本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，尽可能保证本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比在预设的分流比范围内，可以保证办发明实施例的液力驱动螺杆泵系统可以很好的满足高压注水层和低压注水层的注水量。
若本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比在预设的分流比范围之内，则根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力P1、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度L0和动力液管柱的内径d(也即油管的内径d)，计算分水管的入口压力P2。具体的，根据液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度L0和动力液管柱的内径d，计算动力液经油管到分水管的入口处之间的压力损失，主要包括沿程压力损失和局部压力损失，其中，分水管的入口压力P2等于井口注入动力液的压力P1与井口到分水管的入口处之间的压力损失之差。
获得了分水管的入口压力之后，根据分水管的入口压力P2和分水管入口至螺杆马达入口的距离L1，计算马达的入口压力Pm-in。具体的，马达的入口压力Pm-in等于分水管的入口压力P2和分水管的入口到螺杆马达入口之间的压力损失之差，其中，螺杆马达入口之间的压力损失等于分水管的入口到螺杆马达入口之间的局部压力损失和沿程压力损失之和。示例的，分水管的入口到螺杆马达入口之间的局部压力损失主要是动力液经分水管的入口到螺杆马达入口的过程中，由于流通通道直径的变化或者动力液流动方向的变化引起的局部压力损失，比如，从油管进入分水管内部的流通通道直径变化引起的局部压力损失、从分水管内部的流通通道进入螺杆马达入口之间的流通通道直径变化引起的局部压力损失。
最后根据马达的入口压力Pm-in和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离L2，计算螺杆泵的入口压力Pp-in。具体的，螺杆泵的入口压力Pp-in等于马达的入口压力Pm-in和螺杆马达入口至螺杆泵入口之间的压力损失之差，其中，螺杆马达入口至螺杆泵入口之间的压力损失等于螺杆马达入口至螺杆泵入口之间的局部压力损失和沿程压力损失之和。
对于本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的沿程压力损失计算，本发明实施例在此不再累述，具体的可以参考现有技术。示例的，对于本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的沿程压力损失计算，可以按照下面的方法进行。其中，沿程压力损失是动力液与管道之间的摩擦和动力液内部质点之间的相互扰动而产生的压力损失，沿程压力损失的大小通常与液体在管道内的流动状态有关。
示例的，若动力液在本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统内的流动状态是层流，则根据公式
Figure BDA0001271401590000121
计算动力液在流动过程中的沿程压力损失，其中，式中的Δpλ为动力液在流动过程中的沿程压力损失，μ为动力液的动力粘度，l为动力液流经管道的长度，v为动力液在流经管道内的平均流速，d动力液流经管道的直径。
示例的，若动力液在本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统内的流动状态是紊流，则根据公式
Figure BDA0001271401590000122
计算动力液在流动过程中的沿程压力损失，其中，式中的Δpλ为动力液在流动过程中的沿程压力损失，λ为紊流时的阻力系数，l为动力液流经管道的长度，v为动力液在流经管道内的平均流速，d动力液流经管道的直径，ρ为动力液的密度。
需要说明的是，对于动力液在本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统内的流动状态的判断，本发明实施例在此不再累述。若流体沿平行于管道轴线流动，且呈线性或层状，这种流动状态就称为层流；相反，若液体质点不仅沿平行于管道轴线的方向运动，而且还在横向剧烈运动，这种流动状态就称为紊流。示例的，可以根据动力液在管道内流动过程中的雷诺数和临界雷诺数之间的大小关系，判断动力液在管道内的流动状态为层流或紊流，具体的，当动力液在管道内流动过程中的雷诺数小于临界雷诺数，则动力液在管道内的流动状态为层流，反之，则液体在管道内的流动状态为紊流。
对于本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的局部压力损失计算，本发明实施例在此不再累述，具体的可以参考现有技术。示例的，局部压力损失是由于流体的流动边界突然发生变化，流速发生突变，同时质点与质点间、质点与局部装置间发生摩擦碰撞、产生漩涡，使流体运动受阻，引起能量损失。局部压力损失通常出现在液体流经管道的弯头、接头、突变截面、阀口及滤网等处，示例的，参考图3所示，本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的局部压力损失主要体现在：分水管入口处的局部损失、中间传动装置的传动轴中空流道入口和出口处的局部压力损失、螺杆马达出口流出的低压液体经上部传动装置的传动轴和分水管的径向出口流道注入到低压层时的局部压力损失。
示例的，根据公式
Figure BDA0001271401590000131
计算动力液在本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统内部流动过程中各处的局部压力损失，其中，ξ为局部阻力系数，v为动力液在流经管道内的平均流速，ρ为动力液的密度。局部阻力系数ξ的大小分为突扩局部阻力系数、局部突缩阻力系数和分支管局部阻力系数。对于局部阻力系数的具体计算方法，本发明实施例在此不再累述，可参考本领域现有技术。
步骤120：分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的高压注水压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的低压注水压力。
具体的，注水指示曲线是指在动力液的稳定流动状态下，注水井的注入压力与注水量之间的关系曲线，其中，注水指示曲线与纵轴的交点成为注水层的启动压力，表示地层开始吸水时的压力。注水层的启动压力越大，表示注水层的吸水能力越差。注水指示曲线的斜率的倒数表示的是注水层的吸水指数，表示在单位注水压差力下的每日注水量，示例的，吸水指数不仅反映了注水井的注水能力和注水层的吸水能力大小，还可以用来分析液力驱动螺杆泵系统在井下的工作状况和注水层吸水能力的变化。
示例的，参考图4所示，图4中的曲线1表示的是本发明实施例的低压注水层的注水指示曲线，曲线2表示的是本发明实施例的高压注水层的注水指示曲线，当然，此处仅是举例说明，并不代表本发明实施例的注水指示曲线局限于此。
示例的，参考图4所示，本发明实施例的低压注水层的吸水指数为
Figure BDA0001271401590000141
高压注水层的吸水指数为
Figure BDA0001271401590000142
具体的，根据低压注水层的注入流量Qlow，参考低压注水层的注水指示曲线，可以确定低压注水层的注水量相对应的低压注水层的低压注水压力Plow。
具体的，根据高压注水层的注入流量Qhigh，参考高压注水层的注水指示曲线，可以确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的高压注水压力Phigh。
示例的，参考高压注水层的注水指示曲线，通过公式
Figure BDA0001271401590000143
确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的高压注水压力Phigh，式中的Pe为高压注水层的注水启动压力。
步骤130：根据高压注水压力、低压注水压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
具体的，步骤130的执行过程可以包括步骤1301、步骤1302、步骤1303和步骤1304。下面将结合附图5，对步骤130的具体执行过程进行详细说明。
步骤1301：根据高压注水层的注入压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力。
获得了高压注水层的注入压力Phigh，然后根据螺杆泵出口至高压注水层之间的距离L4，确定螺杆泵的出口压力Pp-out。具体的，螺杆泵的出口压力Pp-out等于高压注水层的注入压力Phigh与螺杆泵出口至高压注水层之间的水力损失之和，其中，螺杆泵出口至高压注水层之间的水力损失包括螺杆泵出口至高压注水层之间的沿程压力损失和局部压力损失之和。
步骤1302：根据螺杆泵的入口压力、螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降。
本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比可以根据螺杆泵的出口流量Qp-out和螺杆马达的出口流量Qm-out确定，示例的，本发明实施例的液体驱动螺杆泵系统的实际分流比等于螺杆泵的出口流量Qp-out和螺杆马达的出口流量Qm-out之间的比值。
根据螺杆泵的入口压力Pp-in和螺杆泵的出口压力Pp-out可以确定螺杆泵上的总增压值ΔPp，具体的，螺杆泵上的总增压值ΔPp等于螺杆泵的出口压力Pp-out与螺杆泵的入口压力Pp-in的差值，即螺杆泵上的总增压值ΔPp＝Pp-out-Pp-in。
根据螺杆泵上的总增压值ΔPp和本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达上的总降压值ΔPm，示例的，螺杆马达上的总降压值ΔPm等于螺杆泵上的总增压值ΔPp与液力驱动螺杆泵系统的实际分流比的比值。
步骤1303：根据螺杆马达的总降压值和螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力。
具体的，螺杆马达的出口压力等于螺杆马达的入口压力减去螺杆马达的总降压值。
步骤1304：根据螺杆马达的出口压力、低压注水层的注入压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
具体的，动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失等于螺杆马达的出口压力减去低压注水层的注入压力，其中，动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失包括螺杆马达出口至低压注水层中间位置的过程中的沿程压力损失和局部压力损失，螺杆马达出口至低压注水层中间位置的过程中的沿程压力损失和局部压力损失与螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离有关系。
步骤140：计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数。
具体的，本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的实际增压值、螺杆马达的实际降压值和螺杆泵的实际工作效率。其中，螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的实际增压值、螺杆马达的实际降压值在前面的已经计算，本发明实施例在此不再累述。
螺杆泵的实际工作效率等于螺杆泵的输出水功率与螺杆泵的输入轴功率之间的比值，其中，螺杆泵的输入轴功率为螺杆马达的输出机械功率经中间传动装置传导到螺杆泵转子上的机械功率。
示例的，螺杆泵的输出水功率为
Figure BDA0001271401590000161
螺杆泵的输入轴功率为
Figure BDA0001271401590000162
其中，Mp为泵的输入扭矩，np为螺杆泵的转速。
步骤150：根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵的流量对应的螺杆泵的理论效率。
螺杆泵的特性曲线是以螺杆泵的流量为横坐标，以螺杆泵的泵效、压头和轴功率为纵坐标绘制的曲线。示例的，参考图6所示，本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的特性曲线如图6所示，本发明实施例的螺杆泵的H-Q特性曲线表示了螺杆泵的输出压头随螺杆泵的流量的变化规律，其中，压头H随着螺杆泵的流量的增大而减小；本发明实施例的螺杆泵的Nax-Q特性曲线表示了螺杆泵的输入轴功率随螺杆泵的流量的变化规律，其中，螺杆泵的输入轴功率随螺杆泵的流量的增大而增大；本发明实施例的螺杆泵的η-Q特性曲线表示螺杆泵的效率随螺杆泵的流量的变化规律，其中，螺杆泵的效率随螺杆泵的流量的增大先增大后减小，其最高点是螺杆泵的最大理论效率，螺杆泵的高效区是指螺杆泵的效率大于螺杆泵最大理论效率十分之九的区域，示例的，如图6所示的两条虚线之间的区域为螺杆泵的高效区。
液力驱动螺杆泵系统与离心泵系统相类似，液力驱动螺杆泵系统在工作时，其与管线也组成了一个联合工作系统，并且遵循质量守恒定律和能量守恒定律。将液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线和螺杆泵的特征曲线表示在同一个图中，示例的，如图7所示，H-Q为螺杆泵的特性曲线，He-Qe为液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，其中，两条曲线的交点就是当前液力驱动螺杆泵的工况点，示例的，图7中点M即为液力驱动螺杆泵的当前工况点。
确定了液力驱动螺杆泵的当前工况点，再根据图6所示的液力驱动螺杆泵系统的特性曲线，根据当前工况点在图6中位置，可以确定本发明实施例的液力驱动螺杆泵的最大理论效率，示例的，本发明实施例的液力驱动螺杆泵的最大理论效率为图6中η-Q特性曲线上的最高点对应的效率值。
需要说明的是，根据液力驱动螺杆泵的当前工况点和图6所示的液力驱动螺杆泵系统的η-Q特性曲线，可以确定螺杆泵的当前流量对应的理论效率，进而根据该理论效率和螺杆泵的当前实际工作效率，可以确定螺杆泵的工作是否正常，若螺杆泵的当前实际工作效率小于螺杆泵的当前流量对应的理论效率，且螺杆泵的当前实际工作效率小于螺杆泵的当前流量对应的理论效率较多时，说明液力驱动螺杆泵系统的螺杆泵发生故障或者损坏了，需要将液力驱动螺杆泵系统从井下起出进行检修。
步骤160：若液力驱动螺杆泵的实际工作效率大于最大理论效率的十分之九，则液力驱动螺杆泵工作在高效区。
具体的，若液力驱动螺杆泵的实际工作效率大于其最大理论效率的十分之九，说明本发明实施例的液力驱动螺杆泵工作在其高效区，此时，液力驱动螺杆泵的工作效率合适，运行工况良好，不需要做调整。
步骤170：若液力驱动螺杆泵的实际工作效率小于理论效率的十分之九，则液力驱动螺杆泵工作在高效区之外。
若液力驱动螺杆泵的实际工作效率小于理论效率的十分之九，则说明本发明实施例的液力驱动螺杆泵工作在高效区之外，此时，液力驱动螺杆泵系统的当前运行工况距离其最优运行工况较远，需要做进一步调整，具体的调整措施，需要分两种情况。
情况一，若液力驱动螺杆泵的实际工作效率小于理论效率的十分之九，且液力驱动螺杆泵的实际工况点位于高效区的左侧，则说明液力驱动螺杆泵系统的总注入流量小于其最优运行工况所需要的总流量，因此，增大井口动力液的流量以提高螺杆泵的转速，实现本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际运行工况向最优工况点靠近，可以提高液力驱动螺杆泵的效率。
情况二，若液力驱动螺杆泵的实际工作效率小于理论效率的十分之九，且液力驱动螺杆泵的实际工况点位于高效区的右侧，则说明液力驱动螺杆泵系统的总注入流量大于其最优运行工况所需要的总流量，因此，减小井口动力液的流量以降低螺杆泵的转速，实现本发明实施例的液力驱动螺杆泵系统的实际运行工况向最优工况点靠近，可以提高液力驱动螺杆泵的效率。
本发明提供了一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的高压注水压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的低压注水压力；进而根据高压注水压力和低压注水压力可以得到螺杆泵的实际增压值、螺杆马达的实际降压值和螺杆泵的实际工作效率，然后根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；最后根据螺杆泵的最大理论效率和螺杆泵的实际工作效率确定液力驱动螺杆泵系统的井下工况，解决了液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断问题，为液力驱动螺杆泵系统与高压注水层和低压注水层的匹配适应提供了理论基础，推动了液力驱动螺杆泵系统在油田分层注水方面的应用，实现了液力驱动螺杆泵系统井下的高效运行，并且可以根据确定了的液力驱动螺杆泵系统的井下工况，为通过调节液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的总流量调节液力驱动螺杆泵系统的井下实际运行工况提供依据。
图8为本发明实施例提供的一种液力驱动螺杆泵的井下工况诊断装置，参考图8所示，该井下工况诊断装置包括：
第一计算模块801，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；
第一确定模块802，用于分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；
第二计算模块803，用于根据所述高压注水层的注入压力、所述低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；
第三计算模块804，用于计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；
第二确定模块805，用于根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；
第三确定模块806，用于若所述螺杆泵的实际工作效率大于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在高效区；
第四确定模块807，用于若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外。
可选的，参考图9所示，第一计算模块801具体包括：
第一计算子单元8011，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度和动力液管柱的内径，计算分水管的入口压力；
第二计算子单元8012，用于根据所述分水管的入口压力和分水管入口至螺杆马达入口的距离，计算马达的入口压力；
第三计算子单元8013，用于根据所述马达的入口压力和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
可选的，第二计算模块803具体用于：
根据所述高压注水压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力；
根据所述螺杆泵的入口压力、所述螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降；
根据所述实际总压降和所述螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力；
根据所述螺杆马达的出口压力、所述低压注水压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
可选的，第三计算模块804具体用于：
根据螺杆马达的流量、螺杆马达的实际降压值、螺杆泵的流量和螺杆泵的实际增压值，确定螺杆泵的实际工作效率。
可选的，第四确定模块807具体用于：
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的左侧，则增大井口动力液的流量以提高所述螺杆泵的转速；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的右侧，则减小井口动力液的流量以降低所述螺杆泵的转速。
需要说明的是：上述实施例提供的一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断装置在进行液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断装置与液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断方法，其特征在于，液力驱动螺杆泵系统是一种新式的液力驱动的单螺杆式水力机械，采用的是高压动力液驱动螺杆马达，进而螺杆马达带动螺杆泵工作，其中，液力驱动螺杆泵系统包括马达出口传动轴总成、万向联轴器总成、螺杆马达总成、马达入口传动轴总成和螺杆泵总成，其中，螺杆马达出口传动轴总成与万向联轴器总成相连接，万向联轴器总成与螺杆马达总成相连接，螺杆马达总成与马达入口传动轴总成之间通过万向联轴器总成相连接，马达入口传动轴总成与螺杆泵总成同样通过万向联轴器总成相连接，所述方法包括：
根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；
分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；
根据所述高压注水层的注入压力、所述低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；
计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；
根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；
若所述螺杆泵的实际工作效率大于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在高效区；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外；
所述若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外，具体为；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的左侧，则增大井口动力液的流量以提高所述螺杆泵的转速；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的右侧，则减小井口动力液的流量以降低所述螺杆泵的转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力，具体包括：
根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度和动力液管柱的内径，计算分水管的入口压力；
根据所述分水管的入口压力和分水管入口至螺杆马达入口的距离，计算马达的入口压力；
根据所述马达的入口压力和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据高压注水压力、低压注水压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失，具体为：
根据所述高压注水压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力；
根据所述螺杆泵的入口压力、所述螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降；
根据所述实际总压降和所述螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力；
根据所述螺杆马达的出口压力、所述低压注水压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，具体为：
根据螺杆马达的流量、螺杆马达的实际降压值、螺杆泵的流量和螺杆泵的实际增压值，确定螺杆泵的实际工作效率。
5.一种液力驱动螺杆泵系统的井下工况诊断装置，其特征在于，液力驱动螺杆泵系统是一种新式的液力驱动的单螺杆式水力机械，采用的是高压动力液驱动螺杆马达，进而螺杆马达带动螺杆泵工作，其中，液力驱动螺杆泵系统包括马达出口传动轴总成、万向联轴器总成、螺杆马达总成、马达入口传动轴总成和螺杆泵总成，其中，螺杆马达出口传动轴总成与万向联轴器总成相连接，万向联轴器总成与螺杆马达总成相连接，螺杆马达总成与马达入口传动轴总成之间通过万向联轴器总成相连接，马达入口传动轴总成与螺杆泵总成同样通过万向联轴器总成相连接，所述井下工况诊断装置包括：
第一计算模块，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度、分水管入口至螺杆马达入口的距离和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力；
第一确定模块，用于分别根据高压注水层的注水指示曲线和低压注水层的注水指示曲线，确定高压注水层的注水量相对应的高压注水层的注入压力和低压注水层的注水量相对应的低压注水层的注入压力；
第二计算模块，用于根据所述高压注水层的注入压力、所述低压注水层的注入压力、螺杆泵出口至高压注水层之间的距离和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，计算动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失；
第三计算模块，用于计算液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数，其中，液力驱动螺杆泵系统的井下工况参数包括螺杆泵的出口压力、螺杆马达的出口压力、螺杆马达的入口压力、螺杆泵的总增压值、螺杆马达的总降压值和螺杆泵的实际工作效率；
第二确定模块，用于根据螺杆泵的特性曲线和液力驱动螺杆泵系统的管路特性曲线，确定螺杆泵最大理论效率；
第三确定模块，用于若所述螺杆泵的实际工作效率大于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在高效区；
第四确定模块，用于若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，则所述螺杆泵工作在所述高效区之外；所述第四确定模块具体用于：
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的左侧，则增大井口动力液的流量以提高所述螺杆泵的转速；
若所述螺杆泵的实际工作效率小于所述最大理论效率的十分之九，且所述螺杆泵的实际工况点位于所述高效区的右侧，则减小井口动力液的流量以降低所述螺杆泵的转速。
6.根据权利要求5所述的工况诊断装置，其特征在于，所述第一计算模块具体包括：
第一计算子单元，用于根据液力驱动螺杆泵系统的井口注入动力液的压力、液力驱动螺杆泵系统的泵挂深度和动力液管柱的内径，计算分水管的入口压力；
第二计算子单元，用于根据所述分水管的入口压力和分水管入口至螺杆马达入口的距离，计算马达的入口压力；
第三计算子单元，用于根据所述马达的入口压力和螺杆马达入口至螺杆泵入口的距离，计算螺杆泵的入口压力。
7.根据权利要求6所述的井下工况诊断装置，其特征在于，所述第二计算模块具体用于：
根据高压注水压力和螺杆泵出口至高压注水层之间的距离，确定螺杆泵的出口压力；
根据所述螺杆泵的入口压力、所述螺杆泵的出口压力和液力驱动螺杆泵系统的实际分流比，确定螺杆马达入口与螺杆马达出口间的实际总压降；
根据所述实际总压降和所述螺杆马达的入口压力，计算螺杆马达的出口压力；
根据所述螺杆马达的出口压力、低压注水压力和螺杆马达出口至低压注水层中间位置的距离，确定动力液经螺杆马达出口至低压注水层过程中所产生的实际压力损失。
8.根据权利要求6～7任一项所述的井下工况诊断装置，其特征在于，所述第三计算模块具体用于：
根据螺杆马达的流量、螺杆马达的实际降压值、螺杆泵的流量和螺杆泵的实际增压值，确定螺杆泵的实际工作效率。
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