測算抽油設備的綜合損失功率的方法
2023-11-06 01:11:27 1
專利名稱：測算抽油設備的綜合損失功率的方法
技術領域：
本發明涉及石油開採技術領域，具體是一種測算抽油設備的綜合損失功率的方法。
背景技術：
目前，各油田的大部分油井採用有杆泵遊梁式抽油機往復抽汲的方式進行生產。 為了提高抽油機井的系統效率，就需要了解地面抽油設備(主要包括抽油機和驅動抽油機的電機)的能量消耗規律。如果能夠掌握其能量消耗規律進而發掘出抽油機及其電機損失功率的計算方法，無疑對提高機採系統效率有著十分積極的意義。現有的地面抽油設備損失功率計算方法通常分別計算抽油機和電機的損失功率， 這些方法沒有考慮抽油機損失功率與電機損失功率之間的有機聯繫，並且忽略了地面抽油設備的能量消耗規律，因此不能準確地計算出地面抽油設備的真實功率損耗，從而給機採系統效率的計算和改進帶來了困難。
發明內容
本發明旨在解決上述問題，S卩，通過將光杆傳輸功率和光杆功率相區分，將電機固定損失功率和變動損失功率相區分，本發明的方法準確地反映了地面抽油設備的能量消耗規律，因而能夠精確地計算出地面抽油設備的綜合損失功率。具體地說，本發明提供一種測算抽油設備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機的損失功率和驅動所述抽油機的電機的損失功率，所述方法的特徵在於包括下列步驟確定電機空載功率；計算抽油機的光杆在上衝程中的平均載荷；計算抽油機的光杆在下衝程中的平均載荷；計算光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數；計算光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數；測算抽油杆的運行速度；以及根據所述電機空載功率、所述平均載荷、所述影響係數以及所述抽油杆的運行速度，計算所述抽油設備的綜合損失功率。更具體地說，與現有技術不同的是，本發明的測算方法將光杆傳輸功率和光杆功率予以區分。根據本發明，光杆功率意指抽油機的光杆提升液體和克服井下各種阻力時所消耗的功率，而光杆傳輸功率意指在一個衝程中經抽油機的光杆傳遞的總功率，其包括光杆功率和由抽油杆自重、液注重量所引起的功率，這種區分使得本發明的方法能夠更準確地反映抽油設備的能量損失規律。此外，電機空載功率、光杆在上、下衝程中的平均載荷以及抽油杆的運行速度均可通過本領域已知的算法獲得，或者可根據經驗數據來確定。在優選實施方式中，可根據下列公式計算所述抽油設備的綜合損失功率
Pu = P^ +[(F^ ++ F^)■ k2] Yff，在該公式中，Pu是抽油設備的綜合損失
功率，Ps是電機空載功率，F^是抽油機的光杆在上衝程中的平均載荷，E1T是抽油機的光
杆在下衝程中的平均載荷，h是光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數，k2是光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數，而￥#是抽油杆的運行速度。在更優選的實施方式中，可根據下列公式計算光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數^ = ι/2(ι-η % η ψ η β η n變)(2_n皮)(2_n電)，在該公式中，K是光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數，η %是抽油機的毛辮子與驢頭之間的聯接的機械效率；n ^是抽油機的中軸承的機械效率；n β是抽油機的尾軸和橫梁軸承的機械效率； η ^是曲柄銷子的機械效率；n $是變速箱聯接的機械效率；n β是皮帶傳動效率，而n %是電機效率。在更優選的實施方式中，可根據下列公式計算光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數A2= ( -η&) (2-n。+i-n #其中，1 是光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數，η β是皮帶傳動效率，而η ^是電機效率。在進一步優選的實施方式中，光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數1^可設定為0. 033，而光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數1 可設定為0. 14。在進一步優選的實施方式中，所述電機空載功率由特定電機的額定功率及型號決定。在進一步優選的實施方式中，可根據下列公式計算抽油杆的運行速度:V杆=4Q/ nDs2n，其中，￥#是抽油杆的運行速度，Q是油井產液量，Ds是泵徑，而η是泵效。通過上述技術方案，本領域技術人員能夠看出，本發明的方法考慮了抽油機損失功率與電機損失功率之間的有機聯繫，並且有效反映了地面抽油設備的能量消耗規律，因此能夠更準確地計算出地面抽油設備的真實功率損耗。
通過結合附圖來描述本發明的優選實施方式，本領域技術人員將能更充分地理解本發明的上述以及其他特徵和優點，附圖中
圖1是根據本發明的測算方法的一個優選實施方式的流程圖。
具體實施例方式下文對本發明的優選實施方式的描述本質上僅僅是示例性的，並非旨在限制本發明、其應用或用途。應當指出的是，儘管該優選實施方式披露了本發明的各種具體參數和細節，但是本領域技術人員容易理解的是，本發明的保護範圍不限於這些參數和細節，在不偏離本發明的基本原理的情況下，本領域技術人員能夠對這些參數和細節做出修改、調整或等同替換，例如可以不同順序執行所述方法中的各個步驟。如圖1所示，本發明提供一種測算抽油設備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機的損失功率和驅動抽油機的電機的損失功率，所述方法包括下列步驟: 確定電機空載功率；計算抽油機的光杆在上衝程中的平均載荷；計算抽油機的光杆在下衝程中的平均載荷；計算光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數；計算光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數；測算抽油杆的運行速度；以及根據所述電機空載功率、所述平均載荷、所述影響係數以及所述抽油杆的運行速度，計算所述抽油設備的綜合損失功率。更具體地說，可根據下列公式計算抽油設備的綜合損失功率
權利要求
1.一種測算抽油設備的綜合損失功率的方法，所述綜合損失功率包括抽油機的損失功率和驅動所述抽油機的電機的損失功率，所述方法的特徵在於包括下列步驟確定電機空載功率；計算抽油機的光杆在上衝程中的平均載荷； 計算抽油機的光杆在下衝程中的平均載荷； 計算光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數； 計算光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數； 測算抽油杆的運行速度；以及根據所述電機空載功率、所述平均載荷、所述影響係數以及所述抽油杆的運行速度，計算所述抽油設備的綜合損失功率。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據下列公式計算所述抽油設備的綜合損失功率Pu = P空 + [(F上 + F下)■ ki + (F上-Ff)■ k2] .V杆其中，Pu是抽油設備的綜合損失功率，P^；是電機空載功率，ζ是抽油機的光杆在上衝程中的平均載荷，E^是抽油機的光杆在下衝程中的平均載荷，Ic1是光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數，k2是光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數，而Vff是抽油杆的運行速度。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據下列公式計算光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數Ii1 = 1/2(1- η 毛 η 中 η 尾 η 曲 η 變)η 皮)η 電)其中，Ic1是光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數，η %是抽油機的毛辮子與驢頭之間的聯接的機械效率；η φ是抽油機的中軸承的機械效率；η β是抽油機的尾軸及橫梁軸承的機械效率；n ft是抽油機的曲柄銷子的機械效率；n $是變速箱聯接的機械效率； 是皮帶傳動效率，而n ^是電機效率。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，根據下列公式計算光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數k2=(i- n 皮)η 電)+1- n 電其中，1 是光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數，η β是皮帶傳動效率，而是電機效率。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，光杆傳輸功率對所述綜合損失功率的影響係數h為0. 033，而光杆功率對所述綜合損失功率的影響係數1 為0. 14。
6.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述電機空載功率由特定電機的額定功率及型號決定。
7.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，根據下列公式計算抽油杆的運行速度Vff= 4Q/π Ds2Il其中，￥#是抽油杆的運行速度，Q是油井產液量，Ds是泵徑，而η是泵效。
全文摘要
本發明涉及石油開採技術領域，具體是一種測算抽油設備的綜合損失功率的方法。該方法旨在解決現有計算方法不考慮抽油機損失功率與電機損失功率之間的有機聯繫以及忽略抽油設備能量消耗規律的問題。為此目的，本發明的方法包括確定電機空載功率；計算光杆在上衝程中的平均載荷；計算光杆在下衝程中的平均載荷；計算光杆傳輸功率的影響係數；計算光杆功率的影響係數；測算抽油杆的運行速度；以及根據上述參數計算抽油設備的綜合損失功率。由於將光杆傳輸功率和光杆功率相區分並且將電機固定損失功率和變動損失功率相區分，本發明的方法能夠準確反映地面抽油設備的能量消耗規律，因而能夠精確地計算出地面抽油設備的綜合損失功率。
文檔編號G06F19/00GK102446246SQ20111032526
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者鄭海金 申請人: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, 揚州江蘇油田瑞達石油工程技術開發有限公司