專利名稱：測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法。
背景技術(shù)：
目前，各油田的大部分油井采用有桿泵游梁式抽油機(jī)往復(fù)抽汲的方式進(jìn)行生產(chǎn)。 為了提高抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率，就需要了解地面抽油設(shè)備(主要包括抽油機(jī)和驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的電機(jī))的能量消耗規(guī)律。如果能夠掌握其能量消耗規(guī)律進(jìn)而發(fā)掘出抽油機(jī)及其電機(jī)損失功率的計(jì)算方法，無疑對(duì)提高機(jī)采系統(tǒng)效率有著十分積極的意義?，F(xiàn)有的地面抽油設(shè)備損失功率計(jì)算方法通常分別計(jì)算抽油機(jī)和電機(jī)的損失功率， 這些方法沒有考慮抽油機(jī)損失功率與電機(jī)損失功率之間的有機(jī)聯(lián)系，并且忽略了地面抽油設(shè)備的能量消耗規(guī)律，因此不能準(zhǔn)確地計(jì)算出地面抽油設(shè)備的真實(shí)功率損耗，從而給機(jī)采系統(tǒng)效率的計(jì)算和改進(jìn)帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題，S卩，通過將光桿傳輸功率和光桿功率相區(qū)分，將電機(jī)固定損失功率和變動(dòng)損失功率相區(qū)分，本發(fā)明的方法準(zhǔn)確地反映了地面抽油設(shè)備的能量消耗規(guī)律，因而能夠精確地計(jì)算出地面抽油設(shè)備的綜合損失功率。具體地說，本發(fā)明提供一種測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機(jī)的損失功率和驅(qū)動(dòng)所述抽油機(jī)的電機(jī)的損失功率，所述方法的特征在于包括下列步驟確定電機(jī)空載功率；計(jì)算抽油機(jī)的光桿在上沖程中的平均載荷；計(jì)算抽油機(jī)的光桿在下沖程中的平均載荷；計(jì)算光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)；計(jì)算光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)；測(cè)算抽油桿的運(yùn)行速度；以及根據(jù)所述電機(jī)空載功率、所述平均載荷、所述影響系數(shù)以及所述抽油桿的運(yùn)行速度，計(jì)算所述抽油設(shè)備的綜合損失功率。更具體地說，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明的測(cè)算方法將光桿傳輸功率和光桿功率予以區(qū)分。根據(jù)本發(fā)明，光桿功率意指抽油機(jī)的光桿提升液體和克服井下各種阻力時(shí)所消耗的功率，而光桿傳輸功率意指在一個(gè)沖程中經(jīng)抽油機(jī)的光桿傳遞的總功率，其包括光桿功率和由抽油桿自重、液注重量所引起的功率，這種區(qū)分使得本發(fā)明的方法能夠更準(zhǔn)確地反映抽油設(shè)備的能量損失規(guī)律。此外，電機(jī)空載功率、光桿在上、下沖程中的平均載荷以及抽油桿的運(yùn)行速度均可通過本領(lǐng)域已知的算法獲得，或者可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定。在優(yōu)選實(shí)施方式中，可根據(jù)下列公式計(jì)算所述抽油設(shè)備的綜合損失功率
Pu = P^ +[(F^ ++ F^)■ k2] Yff，在該公式中，Pu是抽油設(shè)備的綜合損失
功率，Ps是電機(jī)空載功率，F(xiàn)^是抽油機(jī)的光桿在上沖程中的平均載荷，E1T是抽油機(jī)的光
桿在下沖程中的平均載荷，h是光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，k2是光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，而￥#是抽油桿的運(yùn)行速度。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，可根據(jù)下列公式計(jì)算光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)^ = ι/2(ι-η % η ψ η β η n變)(2_n皮)(2_n電)，在該公式中，K是光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，η %是抽油機(jī)的毛辮子與驢頭之間的聯(lián)接的機(jī)械效率；n ^是抽油機(jī)的中軸承的機(jī)械效率；n β是抽油機(jī)的尾軸和橫梁軸承的機(jī)械效率； η ^是曲柄銷子的機(jī)械效率；n $是變速箱聯(lián)接的機(jī)械效率；n β是皮帶傳動(dòng)效率，而n %是電機(jī)效率。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，可根據(jù)下列公式計(jì)算光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)A2= ( -η&) (2-n。+i-n #其中，1 是光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，η β是皮帶傳動(dòng)效率，而η ^是電機(jī)效率。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)1^可設(shè)定為0. 033，而光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)1 可設(shè)定為0. 14。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電機(jī)空載功率由特定電機(jī)的額定功率及型號(hào)決定。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，可根據(jù)下列公式計(jì)算抽油桿的運(yùn)行速度:V桿=4Q/ nDs2n，其中，￥#是抽油桿的運(yùn)行速度，Q是油井產(chǎn)液量，Ds是泵徑，而η是泵效。通過上述技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠看出，本發(fā)明的方法考慮了抽油機(jī)損失功率與電機(jī)損失功率之間的有機(jī)聯(lián)系，并且有效反映了地面抽油設(shè)備的能量消耗規(guī)律，因此能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算出地面抽油設(shè)備的真實(shí)功率損耗。


通過結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能更充分地理解本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)算方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并非旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管該優(yōu)選實(shí)施方式披露了本發(fā)明的各種具體參數(shù)和細(xì)節(jié)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于這些參數(shù)和細(xì)節(jié)，在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)@些參數(shù)和細(xì)節(jié)做出修改、調(diào)整或等同替換，例如可以不同順序執(zhí)行所述方法中的各個(gè)步驟。如圖1所示，本發(fā)明提供一種測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機(jī)的損失功率和驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的電機(jī)的損失功率，所述方法包括下列步驟: 確定電機(jī)空載功率；計(jì)算抽油機(jī)的光桿在上沖程中的平均載荷；計(jì)算抽油機(jī)的光桿在下沖程中的平均載荷；計(jì)算光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)；計(jì)算光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)；測(cè)算抽油桿的運(yùn)行速度；以及根據(jù)所述電機(jī)空載功率、所述平均載荷、所述影響系數(shù)以及所述抽油桿的運(yùn)行速度，計(jì)算所述抽油設(shè)備的綜合損失功率。更具體地說，可根據(jù)下列公式計(jì)算抽油設(shè)備的綜合損失功率
權(quán)利要求
1.一種測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機(jī)的損失功率和驅(qū)動(dòng)所述抽油機(jī)的電機(jī)的損失功率，所述方法的特征在于包括下列步驟確定電機(jī)空載功率；計(jì)算抽油機(jī)的光桿在上沖程中的平均載荷； 計(jì)算抽油機(jī)的光桿在下沖程中的平均載荷； 計(jì)算光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)； 計(jì)算光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)； 測(cè)算抽油桿的運(yùn)行速度；以及根據(jù)所述電機(jī)空載功率、所述平均載荷、所述影響系數(shù)以及所述抽油桿的運(yùn)行速度，計(jì)算所述抽油設(shè)備的綜合損失功率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)下列公式計(jì)算所述抽油設(shè)備的綜合損失功率Pu = P空 + [(F上 + F下)■ ki + (F上-Ff)■ k2] .V桿其中，Pu是抽油設(shè)備的綜合損失功率，P^；是電機(jī)空載功率，ζ是抽油機(jī)的光桿在上沖程中的平均載荷，E^是抽油機(jī)的光桿在下沖程中的平均載荷，Ic1是光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，k2是光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，而Vff是抽油桿的運(yùn)行速度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)下列公式計(jì)算光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)Ii1 = 1/2(1- η 毛 η 中 η 尾 η 曲 η 變)η 皮)η 電)其中，Ic1是光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，η %是抽油機(jī)的毛辮子與驢頭之間的聯(lián)接的機(jī)械效率；η φ是抽油機(jī)的中軸承的機(jī)械效率；η β是抽油機(jī)的尾軸及橫梁軸承的機(jī)械效率；n ft是抽油機(jī)的曲柄銷子的機(jī)械效率；n $是變速箱聯(lián)接的機(jī)械效率； 是皮帶傳動(dòng)效率，而n ^是電機(jī)效率。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)下列公式計(jì)算光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)k2=(i- n 皮)η 電)+1- n 電其中，1 是光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)，η β是皮帶傳動(dòng)效率，而是電機(jī)效率。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，光桿傳輸功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)h為0. 033，而光桿功率對(duì)所述綜合損失功率的影響系數(shù)1 為0. 14。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電機(jī)空載功率由特定電機(jī)的額定功率及型號(hào)決定。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)下列公式計(jì)算抽油桿的運(yùn)行速度Vff= 4Q/π Ds2Il其中，￥#是抽油桿的運(yùn)行速度，Q是油井產(chǎn)液量，Ds是泵徑，而η是泵效。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種測(cè)算抽油設(shè)備的綜合損失功率的方法。該方法旨在解決現(xiàn)有計(jì)算方法不考慮抽油機(jī)損失功率與電機(jī)損失功率之間的有機(jī)聯(lián)系以及忽略抽油設(shè)備能量消耗規(guī)律的問題。為此目的，本發(fā)明的方法包括確定電機(jī)空載功率；計(jì)算光桿在上沖程中的平均載荷；計(jì)算光桿在下沖程中的平均載荷；計(jì)算光桿傳輸功率的影響系數(shù)；計(jì)算光桿功率的影響系數(shù)；測(cè)算抽油桿的運(yùn)行速度；以及根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算抽油設(shè)備的綜合損失功率。由于將光桿傳輸功率和光桿功率相區(qū)分并且將電機(jī)固定損失功率和變動(dòng)損失功率相區(qū)分，本發(fā)明的方法能夠準(zhǔn)確反映地面抽油設(shè)備的能量消耗規(guī)律，因而能夠精確地計(jì)算出地面抽油設(shè)備的綜合損失功率。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102446246SQ20111032526
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者鄭海金 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司, 揚(yáng)州江蘇油田瑞達(dá)石油工程技術(shù)開發(fā)有限公司