CN112302629A - 一种抽油机井动液面的测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽油机井动液面的测量方法与装置，属于采油技术领域，方法包括：利用获取的数据确定实际光杆冲程和实际柱塞冲程，并计算二者的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；依据所述冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，实现动液面深度的测量。本发明从冲程损失的角度，通过冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，结合获取抽油机在抽油过程中的已知数据，实现动液面深度的测量，由于这些已知参数均能轻松获取，可很快计算得到动液面深度，解决了现有技术存在的动液面测试工作量大、时效性差的问题。

Description

一种抽油机井动液面的测量方法与装置

技术领域

本发明属于采油技术领域，具体涉及一种抽油机井动液面的测量方法与装置。

背景技术

抽油机井动液面是了解油层的供液能力、反映井下供排关系、诊断油井故障、进行采油工艺适应性评价和优化的重要参数。通常，获取抽油机井动液面的方法有声波反射法和采用示功图计算法。

其中，声波反射法是将仪器安装在测试井口，产生声波脉冲，遇到音标、节箍和液面就会产生反射脉冲，根据音标位置或节箍之间距离，可测得声波脉冲的传播速度和反射脉冲的反射时间，从而获得液面与井口之间的距离，常用仪器是回声仪和井口测试仪。使用回声仪探测液面时，需要由人工定期到井口进行测量，工作量大，时效性差，并且存在安全隐患；使用井口测试仪监测动液面时，需要在井场增加控制柜、气泵等设备，成本高，而且还涉及井口流程改造，复杂程度高。

采用示功图计算法有采用泵功图计算法和采用地面示功图计算法。采用泵功图计算法是根据地面示功图计算出泵功图，利用泵功图建立动液面计算模型获得动液面的方法。在地面示功图计算泵功图的过程中，由于阻尼系数和边界条件的难以确定，造成计算泵功图的过程复杂、难度高，进而影响动液面的计算。

采用地面示功图计算法是直接利用地面示功图建立动液面计算模型获取动液面的方法，例如申请号为201511015569.6的中国发明专利申请公开了一种基于地面示功图计算油井动液面的方法，首先根据油井的工况和抽油泵泵径对油井进行分类，用动液面测试仪对分类油井进行动液面测试，测试准确的油井动液面深度，其次是采集这些油井的地面示功图，对地面示功图数据进行分析，根据上下冲程载荷差、泵径、原油密度、抽油机冲程计算出动液面深度，然后根据不同工况和不同泵径制定出计算值和测试值对比表，计算出测试值与计算值之间的比值，通过数理统计方法确定校正系数，最后对计算系数进行分类整理，形成校正系数数据库，做到油井动液面实时监控；缺点是需要利用动液面测试仪对不同工况和泵径的油井逐一进行动液面测试，工作量大、时效性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽油机井动液面的测量方法与装置，用于解决现有技术存在的动液面测试工作量大、时效性差的问题。

基于上述目的，一种抽油机井动液面的测量方法的技术方案如下：

获取抽油机在抽油过程中的数据，包括游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压，进而获得地面示功图；根据所述游梁倾角确定实际光杆冲程，根据所述地面示功图确定实际柱塞冲程，计算所述实际光杆冲程与实际柱塞冲程的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；

依据所述冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，实现动液面深度的测量，计算式如下：

式中，L_f为待计算的动液面深度，S为所述实际光杆冲程，n为冲次，L为抽油杆柱的总长度，a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，S_p为所述实际柱塞冲程，E为钢的弹性模量，A_t为油管金属的横截面积，N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，A_ri为第i级抽油杆的截面积，A_p为柱塞截面积，ρ₀为油井油密度，p_h为井口回压，p_c为套压，ρ_w为油井地层水密度，f_w为油井含水率。

上述技术方案的有益效果是：

本发明从冲程损失的角度，建立冲程损失为所述静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差的关系，结合获取抽油机在抽油过程中的已知数据，实现动液面深度的测量，由于这些已知数据可利用相应的传感器轻松获取，能够很快计算得到动液面深度，解决了现有技术存在的动液面测试工作量大、时效性差，计算程序复杂难度高的问题。

为了确定所述实际光杆冲程，还包括以下步骤：

依据悬点位移与游梁倾角的关系，建立抽油机井上下冲程运动过程中实际光杆冲程与游梁倾角的对应关系，结合获取的游梁倾角，确定实际光杆冲程。

为了确定所述实际柱塞冲程，还包括以下步骤：

依据地面示功图的凡尔开闭点的位置确定方法，分别确定游动阀关闭点、固定阀关闭点、固定阀开启点和游动阀开启点的位置，得出对应的悬点位移，结合建立的实际柱塞冲程与悬点位移的对应关系，确定实际柱塞冲程。

为了解决动液面深度的测量数据中个别数据异常的问题，对所述动液面深度进行实时测量，得到动液面深度的测量数据，利用设定方法剔除所述测量数据中的误差，对剩余的测量数据求平均值，得到最终的动液面深度。

基于上述目的，一种抽油机井动液面的测量装置的技术方案如下：

包括采集模块和处理模块，其中，采集模块用于获取抽油机在抽油过程中的数据，包括游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压；

处理模块采集连接所述采集模块，用于接收所述采集模块发送的抽油机在抽油过程中的数据，并对该数据进行处理，进而获得地面示功图；处理模块还用于根据所述游梁倾角确定实际光杆冲程，根据所述地面示功图确定实际柱塞冲程，计算所述实际光杆冲程与实际柱塞冲程的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；并依据所述冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，计算得到动液面深度，计算式如下：

式中，L_f为待计算的动液面深度，S为所述实际光杆冲程，n为冲次，L为抽油杆柱的总长度，a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，S_p为所述实际柱塞冲程，E为钢的弹性模量，A_t为油管金属的横截面积，N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，A_ri为第i级抽油杆的截面积，A_p为柱塞截面积，ρ₀为油井油密度，p_h为井口回压，p_c为套压，ρ_w为油井地层水密度，f_w为油井含水率。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的测量装置，从冲程损失的角度，建立冲程损失为所述静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差的关系，结合获取抽油机在抽油过程中的已知数据，实现动液面深度的测量，由于这些已知数据可利用相应的传感器(即现有的采集模块)轻松获取，使处理模块能够很快计算得到动液面深度，解决了现有技术存在的动液面测试工作量大、时效性差，计算程序复杂难度高的问题。

为了确定所述实际光杆冲程，所述处理模块还用于通过进行以下计算确定实际光杆冲程：

依据悬点位移与游梁倾角的关系，建立抽油机井上下冲程运动过程中实际光杆冲程与游梁倾角的对应关系，结合获取的游梁倾角，确定实际光杆冲程。

为了确定所述实际柱塞冲程，所述处理模块还用于通过进行以下计算确定实际柱塞冲程：

依据地面示功图的凡尔开闭点的位置确定方法，分别确定游动阀关闭点、固定阀关闭点、固定阀开启点和游动阀开启点的位置，得出对应的悬点位移，结合建立的实际柱塞冲程与悬点位移的对应关系，确定实际柱塞冲程。

为了解决动液面深度的测量数据中个别数据异常的问题，所述处理模块计算得到动液面深度的测量数据后，还用于利用设定方法剔除所述测量数据中的误差，对剩余的测量数据求平均值，计算得到最终的动液面深度。

附图说明

图1为现有技术中的抽油机井理论示功图；

图2为本发明的抽油机井动液面在线测量方法框图；

图3为本发明实施例获取的地面示功图；

图4为本发明实施例悬点位移—时间关系图；

图5为本发明实施例正常地面示功图分区示意图；

图6为本发明实施例严重供液不足井地面示功图分区示意图；

图7为本发明实施例悬点载荷—时间关系图；

图8为本发明实施例确定阀开闭点位置示意图；

图9为采用现有的声波测试法实测动液面的声波反射曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在叙述本发明一种抽油机井动液面的测量方法之前，需要了解理论示功图，具体的见附图1，A(E)点为下死点和活塞上行时的起始点，当悬点上行时游动阀受油管内液柱压力和自重作用而关闭，使原来油管内承受的液柱压力转移到抽油杆柱和柱塞上，抽油杆伸长而油管缩短,就产生了AB加载线，同时产生冲程损失，悬点上行到B点时抽油杆和油管弹性变形结束，固定阀打开，柱塞开始上行，由于柱塞在上冲程排液过程所承受的液柱压力基本不变，所以BC呈水平线段；当悬点运行到上死点C(F)时上冲程结束，完成一次排油过程，开始下冲程。C点是上、下冲程杆柱受力的转换点，悬点开始下行，固定阀关闭，此时抽油杆柱承受的液柱压力转移到泵筒固定阀(即油管)上，所以油管伸长，抽油杆缩短，此期间柱塞相对于泵筒并未产生实际位移,是泵柱塞卸载的过程，即产生CD卸载线。光杆悬点继续下行到D点时油管、抽油杆弹性变形结束，游动阀打开，柱塞开始下行，由于柱塞杆柱以上的压力不变，所以DA呈水平线段，到A点完成一次液体进入油管的过程；理论示功图中，游动阀关闭点(A点)与下死点(E点)重合，固定阀关闭点(C点)与上死点(F点)重合，柱塞冲程S_p＝AD＝BC，光杆冲程S＝ED′＝B′F。

方法实施例：

本实施例提出一种抽油机井动液面在线测量方法，利用传感器对游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压进行自动采集，进而获得地面示功图、井口回压及套压数据；通过游梁倾角计算悬点位移的方法和基于地面示功图的凡尔开闭点确定方法获取计算冲程损失ΔS所需的参数，考虑抽油杆柱所承受的静载荷和惯性载荷对柱塞冲程的影响，利用以胡克定律计算静载荷影响的冲程量ΔS₁和惯性载荷影响的冲程量ΔS₂的公式以及ΔS₁、ΔS₂、ΔS三者之间关系，建立抽油机井动液面的计算模型，进而计算得到动液面深度。方法实现框图如附图2所示，具体包括以下步骤：

1、依据悬点位移X与游梁倾角β的关系，建立抽油机井上下冲程运动过程中实际光杆冲程S与游梁倾角β的对应关系。具体包括：

1.1利用传感器获取游梁倾角数据，其值以弧度度量，以某抽油机井为例，抽油机机型是CYJ14-4.8-73HF，一个采样周期的倾角数据见表1所示。

表1

1.2读取步骤1.1获取的游梁倾角数据，运用差值比较法确定倾角最大值βmax和倾角最小值βmin。

具体的，差值比较法为：按照各倾角值的采样时刻的先后顺序，利用做减求差比较各倾角值的大小，即若t时刻的倾角值为β_t，t+1时刻的倾角值为β_t+1，β_t-β_t+1＞0，则β_t继续与后面的倾角值比较，以此直至找出倾角最大值；相反，始终用两倾角值中较小的继续与后面的倾角值比较，直至找出倾角最小值。

本实施例根据上述的表1，运用差值比较法确定游梁倾角最大值为0.492，最小值为-0.496。

1.3依据光杆冲程的定义，建立实际光杆冲程S与悬点位移X的对应关系：

S＝X_max-X_min

式中，X_max是抽油机上死点的位移，即悬点最大位移，m；X_min是抽油机下死点的位移，即悬点最小位移，m。

1.4依据步骤1.3确定的实际光杆冲程S与悬点位移X的关系以及悬点位移X与游梁倾角β关系X＝Rβ，建立实际光杆冲程S与游梁倾角β的对应关系：

S＝Rβ_max-Rβ_min＝R(β_max-β_min)

式中，R为游梁前臂长度，m；由于本实施例中的抽油机井机型是CYJ14-4.8-73HF，则游梁前臂长度R＝4.8m；

2、基于地面示功图的凡尔开闭点确定方法，建立实际柱塞冲程S_p与悬点位移X的对应关系。具体包括：

2.1依据步骤1.1获取的游梁倾角数据，结合悬点位移与游梁倾角的关系，得到悬点位移与时间关系；利用传感器获取悬点载荷与时间关系；进而获取地面示功图，如图3所示。

2.2基于地面示功图的凡尔开闭点确定方法确定游动阀关闭点A、固定阀关闭点C、固定阀开启点B和游动阀开启点D的位置，得出其对应的悬点位移X_a,X_c,X_b,X_d，具体包括以下内容：

1)读取步骤2.1获取的地面示功图数据，从悬点位移—时间曲线上直接提取位移最小点确定为游动阀关闭点A，位移为X_a；从悬点位移—时间曲线上直接提取位移最大点确定为固定阀关闭点C，位移为X_c；如图4所示，可得X_a＝0m,X_c＝4.74m。

2)对步骤2.1获取的地面示功图进行分区，确定固定阀开启点B点、游动阀开启点D点所在区域，并确定对应的悬点载荷-时间曲线上B点、D点的分区。如图5所示，计算悬点位移和悬点载荷的中点值，使中线分别与地面示功图相交，交点分别记为P_b1、P_d1、P_b2、P_d2，初步确定B点位于P_b2—P_b1区域、D点位于P_d1—P_d2区域；对应到悬点载荷-时间曲线上，B点位于P_b2—P_b1所在时段，D点位于P_d1—P_d2所在时段。上述方法适用于正常示功图分区，对于故障示功图，需根据交点个数与位置、B点位于上冲程以及D点位于下冲程的物理意义、B点与最大载荷和D点与最小载荷之间的相对关系情况，对初步确定的B点、D点区域结果进行判断并进行相应调整，最终确定B点区域和D点区域，如图6所示。

3)依据上述确定的B点、D点区域，在悬点载荷—时间曲线上确定B点、D点位置，B点与D点确定方法相同。如图7所示，对B点所在区域的悬点载荷—时间曲线进行多项式最佳拟合：读取B点所在区域的信息，根据B点区域内的k个样点：(t_i,y_i),i＝1,2,3…k,t_i表示时间，y_i表示实测载荷，初步确定一个多项式构成的函数类P(b,t_i),其中向量b＝(b₀,b₁,…,b_m)待定,运用线性最小二乘逼近，即寻求向量b＝(b₀,b₁,…,b_m)是如下问题的最优解：

通过判断估计参数下的χ²量与其自由度的相近程度来寻找最佳拟合，公式如下：

式中χ²以自由度(k-m-1)为期望值，

为实测载荷数据的平均值，σ²为实测载荷数据的标准差。

依据斜率法，在拟合之后的悬点载荷—时间曲线上计算出悬点载荷与时间关系曲线y＝f(t)斜率的变化量(绝对值)，求其最大值，可归为如下非线性无约束最优化问题：

max[|f'(t_j)-f'(t_j-1)|]

其中，f'(t_j)为为悬点载荷—时间曲线y＝f(t)在(t_j,y_j)处的斜率，f'(t_j-1)为悬点载荷—时间曲线y＝f(t)在(t_j-1,y_j-1)处的斜率。

在0.1时间间隔上计算斜率的变化量(取绝对值)，运用穷举比较法寻找斜率变化绝对值最大的点，并将其圆整到附近的1时间间隔点上，即认为其是B点位置，同样的原理，可以确定D点位置；将悬点载荷—时间曲线上的B、D点，对应到地面示功图上，如图8所示，可得X_b＝0.74m,X_d＝3.54m。

2.3依据固定阀开启，游动阀关闭，柱塞开始上行；固定阀关闭，游动阀开启，柱塞开始下行(认为阀是瞬时开闭的)；从而确定实际柱塞冲程S_p为固定阀开闭点位移差值的绝对值与游动阀开闭点位移差值的绝对值之间较大者，建立实际柱塞冲程S_p与悬点位移X的对应关系：

S_p＝max(|X_b-X_c|,|X_a-X_d|)

根据步骤2.2确定的阀开闭点的位移，计算S_p＝4m。

3、依据步骤1和步骤2确定的实际光杆冲程和实际柱塞冲程，计算冲程损失ΔS：

ΔS＝R(β_max-β_min)-S_p

所述冲程损失ΔS是指在考虑静载荷和惯性载荷的影响下，实际柱塞冲程相较于实际光杆冲程损失的部分。

4、依据胡克定律，考虑静载荷和惯性载荷对柱塞冲程的影响，建立静载荷影响下的冲程量ΔS1和惯性载荷影响下的冲程量ΔS2计算模型：

(油管锚定时，忽略

)

式中，ΔS₁为静载荷影响下的冲程量，m；W_l'为考虑沉没度影响后的液柱载荷，N；E为钢的弹性模量，2.06×10¹¹Pa；L为抽油杆柱的总长度，m；A_t为油管金属的横截面积，m²；N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，m；A_ri为第i级抽油杆的截面积，m²；ΔS₂为惯性载荷影响下的冲程量，m；W_r为上冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷，N；n为冲次，min^-1；S为所述实际光杆冲程，m；a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，m/s(理论值为5100m/s)。其中，液柱载荷W_l'为上下冲程中的静载荷之差，计算公式如下：

W'_l＝(W_r+W_l+W_hu-W_i)-(W'_r-W_hd)

W_r＝A_rρ_sgL

W_l＝(A_p-A_r)ρ_lgL

W_hu＝p_h(A_p-A_r)

W_i＝p_nA_p

p_n＝p_c+ρ_og(L-L_f)

W'_r＝(ρ_s-ρ_l)gLA_r

W_hd＝p_hA_r

ρ_l＝ρ_o(1-f_w)+ρ_wf_w

式中，W_r为上冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷，N；W_l为上冲程作用在柱塞上的液柱载荷，N；W_hu为井口回压在上冲程中造成的悬点载荷，N；W_i为吸入压力作用在柱塞上产生的载荷；P_n为沉没压力，Pa；W_r'为下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷，N；W_hd为井口回压在下冲程中引起的悬点载荷，N；A_r为抽油杆柱的截面积，m²；ρ_s为抽油杆材料(钢)的密度，7850kg/m³；A_p为柱塞截面积，m²；ρ_l为油井混合液体密度，kg/m³；ρ₀为油井油密度，kg/m³；ρ_w为油井地层水密度，kg/m³；f_w为油井含水率，％；L_f为动液面深度，m；p_h为井口回压，Pa；p_c为套压，Pa。

整理上式，得：

W'_l＝[(ρ_w-ρ_o)f_wgL+ρ_ogL_f+p_h-p_c]A_p

5、依据静载荷和惯性载荷对柱塞冲程的影响，即静载荷作用使柱塞冲程减小，惯性载荷作用使柱塞冲程增加，确定ΔS＝ΔS₁-ΔS₂，结合步骤3和步骤4确定的冲程损失ΔS、静载荷影响的冲程量ΔS1和惯性载荷影响的冲程量ΔS2的计算公式，得出动液面深度L_f与游梁倾角、实际柱塞冲程的对应关系，即动液面深度计算公式：

6、依据步骤5确定的动液面深度计算公式，结合获取得到的地面示功图、井口回压、套压、原油密度、地层水密度、油井含水率、各级抽油杆柱及油管尺寸、泵径(用于计算柱塞截面积A_p)及冲次，在线计算出动液面深度，具体获取抽油井基础数据见表2。

表2

参数	数值	参数	数值
				冲次，min<sup>-1</sup>	3.3	油管外径，mm	73
泵深，m	1598	油管内径，mm	62
				泵径，mm	57	一级杆径，mm	25
原油密度，kg/m<sup>3</sup>	850	一级杆长，m	450
				地层水密度，kg/m<sup>3</sup>	1050	二级杆径，mm	22
井口回压，Pa	0.6×10<sup>6</sup>	二级杆长，m	580
				套压,Pa	0.55×10<sup>6</sup>	三级杆径，mm	19
油井含水率，％	97	三级杆长，m	568

根据上述获得的游梁倾角最大值、游梁倾角最小值、游梁前臂长度以及计算得到的实际柱塞冲程，结合表2中抽油机井基础数据，依据动液面深度计算公式能够计算得到动液面深度为1279.3m。

进一步的，采用平均法筛除偶然误差，优化计算结果。求取连续五次计算值的平均值

根据步骤1-6，计算连续五次的动液面深度值分别为：1270.8m、1290.9m、1258.4m、1275.8m、1301.3m，计算平均值为1279.4m。

将五次计算值与平均值分别进行比较，比较条件为相对误差不大于10％，即

如图2所示，将相对误差大于10％的计算值筛除，剩余计算值再次求平均，输出动液面值(即动液面深度)；若五次的计算值与平均值的相对误差都大于10％，则本次计算失败，油井生产状况不稳定，需要重新获取数据进行计算，直至输出符合条件的结果。实施例求取的五次计算值与平均值的比较，相对误差均小于10％，因此输出动液面值为1279.4m。

利用目前现场常用的声波测试法，同期测试抽油机井的动液面深度，其声波反射曲线如图9所示，测得动液面深度为1265.7m，结果显示，本发明方法计算得到的动液面值与现场测得的动液面值相比，误差为1.1％，计算比较准确，印证了本发明方法实现动液面在线测量的可行性。

本实施例中采用了平均法筛除偶然误差，作为其他实施方式，还可以采用现有的统计学方法筛除偶然误差。

装置实施例：

本实施例提出一种抽油机井动液面的测量装置，包括采集模块和处理模块，其中，采集模块用于获取抽油机在抽油过程中的数据，包括游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压；处理模块采集连接采集模块，用于接收采集模块发送的抽油机在抽油过程中的数据，并对该数据进行处理，进而获得地面示功图；处理模块还用于根据游梁倾角确定实际光杆冲程，根据地面示功图确定实际柱塞冲程，计算实际光杆冲程与实际柱塞冲程的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；并依据冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，计算得到动液面深度，具体的计算式如下：

式中，L_f为待计算的动液面深度，S为实际光杆冲程，n为冲次，L为抽油杆柱的总长度，a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，S_p为实际柱塞冲程，E为钢的弹性模量，A_t为油管金属的横截面积，N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，A_ri为第i级抽油杆的截面积，A_p为柱塞截面积，ρ₀为油井油密度，p_h为井口回压，p_c为套压，ρ_w为油井地层水密度，f_w为油井含水率。

由于处理模块进行的数据处理和计算即为方法实施例中在获取抽油机在抽油过程中的数据后进行的处理和计算过程，且对该过程已经在方法实施例中介绍的足够完整，因此，本实施中不再赘述。

另外，本实施例中的处理模块既可以是计算机，也可以是微处理器，如ARM等，还可以是可编程芯片，如FPGA、DSP等。

Claims (8)

1.一种抽油机井动液面的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取抽油机在抽油过程中的数据，包括游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压，进而获得地面示功图；根据所述游梁倾角确定实际光杆冲程，根据所述地面示功图确定实际柱塞冲程，计算所述实际光杆冲程与实际柱塞冲程的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；

依据所述冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，实现动液面深度的测量，计算式如下：

式中，L_f为待计算的动液面深度，S为所述实际光杆冲程，n为冲次，L为抽油杆柱的总长度，a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，S_p为所述实际柱塞冲程，E为钢的弹性模量，A_t为油管金属的横截面积，N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，A_ri为第i级抽油杆的截面积，A_p为柱塞截面积，ρ₀为油井油密度，p_h为井口回压，p_c为套压，ρ_w为油井地层水密度，f_w为油井含水率。

2.根据权利要求1所述的抽油机井动液面的测量方法，其特征在于，所述实际光杆冲程通过以下步骤确定：

依据悬点位移与游梁倾角的关系，建立抽油机井上下冲程运动过程中实际光杆冲程与游梁倾角的对应关系，结合获取的游梁倾角，确定实际光杆冲程。

3.根据权利要求1所述的抽油机井动液面的测量方法，其特征在于，所述实际柱塞冲程通过以下步骤确定：

依据地面示功图的凡尔开闭点的位置确定方法，分别确定游动阀关闭点、固定阀关闭点、固定阀开启点和游动阀开启点的位置，得出对应的悬点位移，结合建立的实际柱塞冲程与悬点位移的对应关系，确定实际柱塞冲程。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抽油机井动液面的测量方法，其特征在于，对所述动液面深度进行实时测量，得到动液面深度的测量数据，利用设定方法剔除所述测量数据中的误差，对剩余的测量数据求平均值，得到最终的动液面深度。

5.一种抽油机井动液面的测量装置，其特征在于，包括采集模块和处理模块，其中：

采集模块用于获取抽油机在抽油过程中的数据，包括游梁倾角、悬点载荷、井口回压和套压；

处理模块采集连接所述采集模块，用于接收所述采集模块发送的抽油机在抽油过程中的数据，并对该数据进行处理，进而获得地面示功图；处理模块还用于根据所述游梁倾角确定实际光杆冲程，根据所述地面示功图确定实际柱塞冲程，计算所述实际光杆冲程与实际柱塞冲程的差值，得到在静载荷和惯性载荷影响下的冲程损失；并依据所述冲程损失为静载荷影响下的冲程量与惯性载荷影响下的冲程量之差，计算得到动液面深度，计算式如下：

式中，L_f为待计算的动液面深度，S为所述实际光杆冲程，n为冲次，L为抽油杆柱的总长度，a为应力波在抽油杆柱中的传播速度，S_p为所述实际柱塞冲程，E为钢的弹性模量，A_t为油管金属的横截面积，N为抽油杆柱的级数，L_i为第i级抽油杆的长度，A_ri为第i级抽油杆的截面积，A_p为柱塞截面积，ρ₀为油井油密度，p_h为井口回压，p_c为套压，ρ_w为油井地层水密度，f_w为油井含水率。

6.根据权利要求5所述的抽油机井动液面的测量装置，其特征在于，所述处理模块还用于通过进行以下计算确定实际光杆冲程：

依据悬点位移与游梁倾角的关系，建立抽油机井上下冲程运动过程中实际光杆冲程与游梁倾角的对应关系，结合获取的游梁倾角，确定实际光杆冲程。

7.根据权利要求5所述的抽油机井动液面的测量装置，其特征在于，所述处理模块还用于通过进行以下计算确定实际柱塞冲程：

依据地面示功图的凡尔开闭点的位置确定方法，分别确定游动阀关闭点、固定阀关闭点、固定阀开启点和游动阀开启点的位置，得出对应的悬点位移，结合建立的实际柱塞冲程与悬点位移的对应关系，确定实际柱塞冲程。

8.根据权利要求5-7任一项所述的抽油机井动液面的测量装置，其特征在于，所述处理模块计算得到动液面深度的测量数据后，还用于利用设定方法剔除所述测量数据中的误差，对剩余的测量数据求平均值，计算得到最终的动液面深度。

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