CN112855093B - 抽油杆的位置调整方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种抽油杆的位置调整方法、装置及存储介质,属于油田采油技术领域。所述方法包括:获取抽油机悬点在抽油机井中抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,根据获取到的抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,然后根据确定出的弹性形变量确定抽油机井防冲距,最后根据确定出的抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。本申请可以提高确定出的抽油机井防冲距的精确度,并可以合理调整抽油杆在抽油机井中的位置,从而可以避免因确定出的抽油机井防冲距过大而过多上调抽油杆,进而影响抽油泵的抽汲效率。
Description
技术领域
本申请涉及油田采油技术领域,特别涉及一种抽油杆的位置调整方法、装置及存储介质。
背景技术
如图1所示,抽油机井1中的抽油杆2在下行至下死点时,抽油机悬点会立即停止向下运行,但抽油机悬点下连接的抽油杆2在惯性载荷等力的作用下会继续向下运行,导致抽油杆2产生弹性形变,抽油杆2下连接的抽油泵的活塞3也会继续向下运行。为了避免活塞3继续下行碰到抽油泵中的固定凡尔4而造成机械损害,常将抽油杆2完全下入抽油机井1后,将抽油杆2上调一个距离(这个距离称为抽油机井防冲距),因此确定抽油机井防冲距显得尤为重要。
目前,在确定抽油机井防冲距时,常采用经验值法。具体地,抽油泵每下入1000m(米),将抽油杆2上调0.6至0.8米,抽油泵下入不足1000米或大于1000时可以按照比例折算,以得到抽油机井防冲距。在确定出抽油机井防冲距之后,便可以在抽油杆2完全下入抽油机井1后,按照确定出的抽油机井防冲距上调抽油杆2。
然而,相关技术中根据下泵深度确定出的抽油机井防冲距不精确,因此并不能合理调整抽油杆在抽油机井中的位置,常常存在因确定出的抽油机井防冲距过大而过多上调抽油杆,导致抽油泵泵效下降的问题,影响抽油泵的抽汲效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种抽油杆的位置调整方法、装置及存储介质,可以解决相关技术中确定出的抽油机井防冲距精度较低的问题。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种抽油杆的位置调整方法,所述方法包括:
获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径;
根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量;
根据所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,确定抽油机井防冲距;
根据所述抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置。
可选地,所述获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷,包括:
获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷;
将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,所述获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力,包括:
获取所述抽油杆的密度和所述抽油机井内液体的密度;
将所述抽油杆的密度与所述抽油机井内液体的密度之差、所述抽油杆的体积,以及所述重力加速度累乘,得到所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力。
可选地,所述获取所述抽油杆在下行时受到的摩擦力,包括:
获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力;
将所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力累加,得到所述抽油杆在下行时受到的摩擦力。
可选地,所述获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力,包括:
获取所述活塞与所述泵筒之间的间隙、所述活塞的直径、所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数、所述抽油杆对所述油管接触点的正压力、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度;
根据所述活塞与所述泵筒之间的间隙,以及所述活塞的直径,确定所述活塞与泵筒之间的摩擦力;
根据所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数,以及所述抽油杆对所述油管接触点的正压力,确定所述抽油杆与所述油管之间的摩擦力;
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度,确定所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力。
可选地,所述获取所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,包括:
获取所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度;
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
可选地,所述根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,包括:
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,通过如下公式确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,所述F2为所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,所述D1为所述抽油杆的直径,所述L为所述抽油杆的长度,所述ρ1为所述抽油杆的密度,所述S为所述抽油机的冲程,所述N为所述抽油机的冲次,所述r为所述曲柄的旋转半径,所述I为所述连杆的长度。
可选地,所述获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷,包括:
获取所述抽油机井中的抽油泵工作时对应的示功图;
从所述示功图中读取所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,所述根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,包括:
根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,通过如下公式确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,所述H为所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,所述F为所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷,所述L为所述抽油杆的长度,所述E为所述抽油杆的弹性模量,所述D1为所述抽油杆的直径。
可选地,所述根据所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,确定抽油机井防冲距,包括:
将所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到所述抽油机井防冲距。
第二方面,提供了一种抽油杆的位置调整装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径;
第一确定模块,用于根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量;
第二确定模块,用于根据所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,确定抽油机井防冲距;
调整模块,用于根据所述抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置。
可选地,所述获取模块,包括:
第一获取子模块,用于获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷;
第一计算子模块,用于将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,所述第一获取子模块包括:
第一获取单元,用于获取所述抽油杆的密度和所述抽油机井内液体的密度;
第一计算单元,用于将所述抽油杆的密度与所述抽油机井内液体的密度之差、所述抽油杆的体积,以及所述重力加速度累乘,得到所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力。
可选地,所述第一获取子模块还包括:
第二获取单元,用于获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力;
第二计算单元,用于将所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力累加,得到所述抽油杆在下行时受到的摩擦力。
可选地,所述第二获取单元用于:
获取所述活塞与所述泵筒之间的间隙、所述活塞的直径、所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数、所述抽油杆对所述油管接触点的正压力、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度;
根据所述活塞与所述泵筒之间的间隙,以及所述活塞的直径,确定所述活塞与泵筒之间的摩擦力;
根据所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数,以及所述抽油杆对所述油管接触点的正压力,确定所述抽油杆与所述油管之间的摩擦力;
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度,确定所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力。
可选地,所述第一获取子模块还包括:
第三获取单元,用于获取所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度;
第一确定单元,用于根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
可选地,所述第一确定单元用于:
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,通过如下公式确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,所述F2为所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,所述D1为所述抽油杆的直径,所述L为所述抽油杆的长度,所述ρ1为所述抽油杆的密度,所述S为所述抽油机的冲程,所述N为所述抽油机的冲次,所述r为所述曲柄的旋转半径,所述I为所述连杆的长度。
可选地,所述获取模块,包括:
第二获取子模块,用于获取所述抽油机井中的抽油泵工作时对应的示功图;
第一读取子模块,用于从所述示功图中读取所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,第一确定模块用于:
根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,通过如下公式确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,所述H为所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,所述F为所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷,所述L为所述抽油杆的长度,所述E为所述抽油杆的弹性模量,所述D1为所述抽油杆的直径。
可选地,所述第二确定模块,包括:
第二计算子模块,用于将所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到所述抽油机井防冲距。
第三方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,所述指令被处理器执行时实现上述第一方面所述的抽油杆的位置调整方法的步骤。
第四方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行以实现如上述第一方面所述的抽油杆的位置调整方法。
本申请实施例提供的技术方案至少可以带来以下有益效果:
本申请实施例在确定抽油机井防冲距时,考虑了抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变,且可以根据获取到的抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,精确计算抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,继而根据确定出的弹性形变量精确计算抽油机井防冲距,最后根据确定出的抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。本申请在确定从抽油机井防冲距时,并不是简单地根据下泵深度粗略估计抽油机防冲距,所以本申请可以提高确定出的抽油机井防冲距的精确度,并可以根据确定出的抽油机井防冲距合理调整抽油杆在抽油机井中的位置,从而可以避免因确定出的抽油机井防冲距过大而过多上调抽油杆,进而影响抽油泵的抽汲效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种抽油机井中抽油杆和抽油泵的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种抽油杆的位置调整方法的流程图;
图3是本申请实施例提供的一种示功图的示意图;
图4是本申请实施例提供的一种抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷的获取方法的流程图;
图5是本申请实施例提供的一种抽油杆的位置调整装置的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的另一种抽油杆的位置调整装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例进行详细地解释说明之前,先对本申请实施例的应用场景予以说明。
目前,常采用经验值法确定抽油机井防冲距。抽油泵每下入1000米,将抽油杆上调0.6至0.8米,抽油泵下入不足1000米或大于1000时可以按照比例折算,以得到抽油机井防冲距。这样粗略估算出来的抽油机井防冲距往往偏大,导致抽油泵的泵筒中余隙体积(即,活塞下端与固定凡尔之间的空间对应的体积)较大。对于一些高气油比的抽油机井而言,在石油、天然气和水的混合液从地层流到抽油机井井底,再流到抽油泵的吸入口的过程中,随着混合液压力的不断降低,混合液中的天然气会从混合液中脱出,脱出的天然气和混合液中的液体(石油和水)呈两相流体状态进入抽油泵的泵筒内。由于气体的可压缩系数非常大,当较多气体进行泵筒后,会导致抽油泵的充满系数下降而影响抽油泵的抽汲效率。其中,抽油泵的充满系数是抽油泵的活塞在上移时进入泵筒的液体的体积与活塞让出的液体的体积之比,也是抽油泵内液体充满高度与抽油机的冲程之比。因此,需要在避免活塞下行碰到固定凡尔的同时,尽量减小抽油机井防冲距,以提高抽油泵的抽汲效率。
基于此,本申请实施例提供了一种抽油杆的位置调整方法,用以解决相关技术中确定出的抽油机井防冲距精度较低的问题。
图2是本申请实施例提供的一种抽油杆的位置调整方法的流程图,该方法应用于抽油杆的位置调整装置中,该抽油杆的位置调整装置可以集成于计算机设备中。参见图2,该方法包括:
步骤201:计算机设备获取抽油机悬点在抽油机井中抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径。
需要说明的是,抽油机包括电机、地面设备和运动部件等。其中,电机用于将输入电机的电能转换为机械能,来带动地面设备进行运转,继而通过地面设备带动运动部件进行运动,地面设备包括皮带轮、减速箱、连杆和曲柄等,运动部件包括驴头和抽油杆等。抽油机悬点指的是抽油机的驴头与抽油杆之间的连接点。
在本申请实施例中,计算机设备中存储有作业施工数据报表,该作业施工数据报表中存储有抽油机井相关的参数,比如,抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量、抽油杆的直径等等。因此,计算机设备可以直接用该作业施工数据报表中查找抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径等参数。
在实际应用中,下入抽油机井中的抽油杆是通过多节抽油杆组合而成。一般地,可以是多节直径相同的抽油杆组合而成。由于直径较小的抽油杆承重能力较差,但给地面设备造成的负荷较小,而直径较大的抽油杆承重能力较好,但给地面设备造成的负荷较大,为了在抽油杆满足承重需求的情况下,减轻对地面设备造成的负荷,也可以将多节直径不同的抽油杆组合之后下入抽油机井中。例如,可以将直径较小的抽油杆与直径较大的抽油杆进行组合,使直径较小的抽油杆位于抽油机井下部,直径较大的抽油杆位于抽油机井上部。当下入抽油机井中的抽油杆是通过多节不同直径的抽油杆组合而成时,作业施工数据报表中还可以包括每节抽油杆的直径。这样,计算机设备可以从该作业施工数据报表中获取每节抽油杆的直径。
需要说明的是,抽油机井在完井后,技术人员会根据实际施工情况绘制作业施工数据报表,以记录与抽油机井相关的参数。之后,技术人员可以将该作业施工数据报表存储在计算机设备中。当然,计算机设备也可以按照其他的方式获取作业施工数据报表。
另外,抽油杆的上行程对应于抽油杆从井底向井口移动时的过程,抽油杆的下行程对应于抽油杆从井口向井底移动时的过程。本申请实施例中,抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷就是抽油机悬点在抽油杆的下行程中受到的载荷。
在一种可能的方式中,如果抽油机井自动化程度较高,可以在驴头上设置载荷传感器和位移传感器,通过设置的载荷传感器和位移传感器实时测取悬点的载荷和位移,并将不同时刻测得的载荷和位移发送给RTU(Remote Terminal Unit,远程测控终端)。RTU在接收到这些不同时刻测得的载荷和位移之后,可以直接将这些载荷、位移与其时刻之间的对应关系上传至计算机设备;或者,可以以同一时刻测得的载荷和位移来构造一个坐标值,以得到多个坐标值,该多个坐标值中每个坐标值为(位移,载荷),根据该多个坐标值绘制抽油机井中抽油泵工作时对应的示功图,再将该示功图上传至计算机设备。
在抽油杆的上下行程中抽油机悬点受到的载荷有一定的规律,当RTU是将载荷、位移与其时刻之间的对应关系上传至计算机设备时,计算机设备可以从该对应关系中获取抽油机的冲程、抽油机的冲次、在抽油杆的上行程中悬点的最大载荷和在抽油杆的下行程中悬点的最小载荷(即,抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷)等悬点的运行参数。当RTU是将示功图上传至计算机设备时,计算机设备可以从该示功图上读取抽油机的冲程、抽油机的冲次、在抽油杆的上行程中悬点的最大载荷和在抽油杆的下行程中悬点的最小载荷等悬点的运行参数。
示例的,图3示出了一种示功图的示意图,图3横轴表示悬点的位移,纵轴表示悬点的载荷,P大表示在抽油杆的上行程中悬点的最大载荷,P小表示在抽油杆的下行程中悬点的最小载荷,也即是,抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。计算机设备从图3示出的示功图可以读取出抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷为44.15KN(千牛)。
在另一种可能的方式中,抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷可以通过如图4所示的步骤2011至步骤2012来获取:
步骤2011:计算机设备获取抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
第一方面,计算机设备在获取抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力时,可以先获取抽油杆的密度和抽油机井内液体的密度,然后将抽油杆的密度与抽油机井内液体的密度之差、抽油杆的体积,以及重力加速度累乘,得到抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力。
需要说明的是,作业施工数据报表中可以存储抽油杆的密度和抽油机井内液体的密度。因此,计算机设备可以从作业施工数据报表中获取抽油杆的密度和抽油机井内液体的密度。
其中,抽油杆一般采用钢材制成,抽油杆的密度就是钢材的密度,当然,抽油杆也可以采用其他的材质制成,但是不管抽油杆采用什么材质制成,抽油杆的密度都可以为抽油杆所采用的材质的密度。
另外,抽油机井内液体的密度可以为技术人员预先获取得到。在一些实施例中,技术人员可以预先通过取样化验的方式确定出抽油机井内液体的密度。示例的,技术人员可以从抽油机井内取样,测取样品中的含水率和含油率,将样品含水率与水的密度相乘得到第一乘积,将样品含油率与石油的密度相乘得到第二乘积,然后将第一乘积和第二乘积求和,得到样品的密度,将该样品的密度确定为抽油机井内液体的密度。当然,技术人员也可以根据经验法,将抽油机井内液体的密度直接确定为1kg/m3(千克每立方米)。
示例地,计算机设备获取到抽油杆的直径和抽油杆的长度之后,可以先通过抽油杆的直径和抽油杆的长度确定抽油杆的体积,然后通过如下第一公式确定抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力:
F1=V×(ρ1-ρ2)×g (第一公式)
其中,F1为抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力,V为抽油杆的体积,ρ1为抽油杆的密度,ρ2为抽油机井内液体的密度,g为重力加速度。
值得注意的是,当下入抽油机井中的抽油杆是通过多节不同直径的抽油杆组合而成时,计算机设备可以先通过抽油杆的直径和抽油杆的长度,确定出每个不同直径的抽油杆的体积,然后将确定出的每个不同直径的抽油杆的体积求和之后,通过上述第一公式,便可以得到抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力。
第二方面,计算机设备在获取抽油杆在下行时受到的摩擦力时,可以先获取抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、以及抽油杆与油管内液体之间的摩擦力,然后将抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、抽油杆与油管内液体之间的摩擦力累加,得到抽油杆在下行时受到的摩擦力。
需要说明的是,抽油杆在下行时受到的摩擦力主要包括抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与油管之间的摩擦力和抽油杆与油管内液体之间的摩擦力,所以可以在获取到抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与油管之间的摩擦力和抽油杆与油管内液体之间的摩擦力之后,将抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与油管之间的摩擦力和抽油杆与油管内液体之间的摩擦力累加,即可得到抽油杆在下行时受到的摩擦力。
其中,计算机设备可以通过如下步骤(1)至步骤(4)获取抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、以及抽油杆与油管内液体之间的摩擦力。
步骤(1),计算机设备获取活塞与泵筒之间的间隙、活塞的直径、抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数、抽油杆对油管接触点的正压力、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度。
在本申请实施例中,计算机设备可以显示第一参数输入界面,技术人员可以在第一参数输入界面中输入活塞与泵筒之间的间隙、活塞的直径、抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数、抽油杆对油管接触点的正压力、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度。这样,计算机设备可以从第一参数输入界面中获取这些参数。
其中,技术人员可以预先通过试验确定活塞与泵筒之间的间隙,也可以直接根据经验将0.07至0.17之间的任一数值确定为活塞与泵筒之间的间隙。另外,技术人员可以量取活塞的直径,以及根据试验确定出抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数,以及抽油杆对油管接触点的正压力。油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度可以定期测量。
步骤(2),计算机设备根据活塞与泵筒之间的间隙,以及活塞的直径,确定活塞与泵筒之间的摩擦力。
在一些实施例中,计算机设备在获取到活塞与泵筒之间的间隙,以及活塞的直径之后,可以根据活塞的直径、活塞与泵筒之间的间隙,通过如下第二公式确定活塞与泵筒之间的摩擦力:
其中,F3为活塞与泵筒之间的摩擦力,D2为活塞的直径,δ为活塞与泵筒之间的间隙。
当然,实际应用中,计算机设备也可以根据活塞的直径、活塞与泵筒之间的间隙,通过其它方式确定活塞与泵筒之间的摩擦力,本申请实施例对此不作限定。
步骤(3),计算机设备根据抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数,以及抽油杆对油管接触点的正压力,确定抽油杆与油管之间的摩擦力。
计算机设备在获取到抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数,以及抽油杆对油管接触点的正压力之后,可以将抽油杆对油管接触点的正压力和抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数相乘,得到抽油杆与油管之间的摩擦力。
步骤(4),根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度,确定抽油杆与油管内液体之间的摩擦力。
示例地,计算机设备在获取到抽油杆的直径、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度之后,可以根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度,通过如下第三公式确定抽油杆与油管内液体之间的摩擦力:
其中,F4为抽油杆与油管内液体之间的摩擦力,D1为抽油杆的直径,L为抽油杆的长度,μ为油管内流体的动力粘度,ν为抽油杆的平均运行速度。
当然,实际应用中,计算机设备也可以根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度,通过其它方式确定抽油杆与油管内液体之间的摩擦力,本申请实施例对此不作限定。
值得注意的是,当下入抽油机井中的抽油杆是通过多节不同直径的抽油杆组合而成时,计算机设备可以通过上述第三公式分别确定每个不同直径的抽油杆与油管内液体之间的摩擦力,然后将确定出的每个不同直径的抽油杆与油管内液体之间的摩擦力求和,便可以得到抽油机井中抽油杆与油管内液体之间的摩擦力。
在实际应用中,计算机设备除了将通过上述步骤(1)至步骤(4)获取的抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、以及抽油杆与油管内液体之间的摩擦力累加,得到抽油杆在下行时受到的摩擦力之外,还可以将抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的理论重量,与抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的实际重量做差,得到抽油杆在下行时受到的摩擦力。
其中,计算机设备可以将抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力与抽油杆在下行时受到的惯性载荷之差,确定为抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的理论重量。可以将示功图中在抽油杆的下行程中悬点的最小载荷,确定为抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的实际重量。
第三方面,计算机设备在获取抽油杆在下行时受到的惯性载荷时,可以先获取抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,然后根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
计算机设备可以从获取的示功图上读取抽油机的冲程和抽油机的冲次,也可以通过驴头上的载荷传感器和位移传感器向计算机设备发送的悬点的载荷和位移计算得到抽油机的冲程和抽油机的冲次。另外,计算机设备可以显示第二参数输入界面,技术人员可以预先测取曲柄的旋转半径和连杆的长度,并将测取的曲柄的旋转半径和连杆的长度输入第二参数输入界面,相应地,计算机设备可以从第二参数输入界面中获取这些参数。其中,第一参数输入界面可以与第二参数输入界面位于同一个界面中,也可以位于不同的界面中。
示例性地,计算机设备可以根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,通过如下第四公式确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,F2为抽油杆在下行时受到的惯性载荷,D1为抽油杆的直径,L为抽油杆的长度,ρ1为抽油杆的密度,S为抽油机的冲程,N为抽油机的冲次,r为曲柄的旋转半径,I为连杆的长度。
实际应用中,为了简化确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷的计算,常根据经验默认上述第四公式中等于3/4,并对上述第四公式进行适当修正,得到第五公式,因此计算机设备还可以通过上述第五公式确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
当然,实际应用中,计算机设备也可以根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,通过其它方式确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷,本申请实施例对此不作限定。
值得注意的是,当下入抽油机井中的抽油杆是通过多节不同直径的抽油杆组合而成时,计算机设备可以通过上述第四公式或第五公式分别确定每个不同直径的抽油杆在下行时受到的惯性载荷,然后将确定出的每个不同直径的抽油杆在下行时受到的惯性载荷求和,便可以得到抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
步骤2012:计算机设备将抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。
需要说明的是,抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷主要受抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷这三方面的影响,所以在通过上述步骤确定出抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷之后,将抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,即可得到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。
其中,由于抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力的方向与抽油杆的下行方向相同,而抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷的方向均与抽油杆的下行方向相反,因此,可以将抽油杆在抽油机井内液体中受到的重力与抽油杆在下行时受到的惯性载荷,以及抽油杆在下行时受到的摩擦力做差,得到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。
当通过上述两种方式中的任意一种方式获取到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷之后,就可以通过步骤202来确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量。
需要说明的是,本申请实施例获取抽油机悬点在抽油机井中抽油杆下行时受到的载荷的先后顺序可以进行调整,例如,在执行步骤2011时,计算机设备可以先获取抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力,再获取抽油杆在下行时受到的摩擦力,最后获取抽油杆在下行时受到的惯性载荷,也可以先获取抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力,再获取抽油杆在下行时受到的惯性载荷,最后获取抽油杆在下行时受到的摩擦力等,本申请实施例对此不作限定。
步骤202:计算机设备根据抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量。
示例性地,步骤202的实现过程可以为:根据抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,通过如下第六公式确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,H为抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,F为抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷,L为抽油杆的长度,E为抽油杆的弹性模量,D1为抽油杆的直径。
当然,实际应用中,也可以根据抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,通过其它方式确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,本申请实施例对此不作限定。
值得注意的是,当下入抽油机井中的抽油杆是通过多节不同直径的抽油杆组合而成时,计算机设备可以通过上述第六公式分别确定每个不同直径的抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,然后将确定出的每个不同直径的抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量求和,便可以得到抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量。
步骤203:计算机设备根据抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,确定抽油机井防冲距。
由于抽油杆在下行至下死点且抽油杆发生弹性形变(一般主要是抽油杆被拉长)时,会导致抽油杆下连接的抽油泵活塞继续向下运行,产生触碰位于抽油泵底部的固定凡尔的风险,因此,可以根据抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量确定抽油机井防冲距。
在一些实施例中,计算机设备可以在确定出抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量之后,直接将该抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量确定为抽油机井防冲距。
在另一些实施例中,计算机设备还可以将抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到抽油机井防冲距。
需要说明的是,计算机设备中可以预先存储有预设增量,例如,预设增量可以是0.1米。这样,计算机设备在确定出抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量之后,可以将该抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到抽油机井防冲距。
进一步地,计算机设备上可以预先存储有第一抽油机井防冲距(即,相关技术中通过经验法估算的抽油机井防冲距)。在通过上述步骤确定出抽油机井防冲距之后,计算机设备还可以存储第二抽油机井防冲距(即,本申请实施例中通过示功图获取到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷之后,确定出的抽油机井防冲距)和第三抽油机井防冲距(即,本申请实施例中通过将抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷之后,确定出的抽油机井防冲距)。计算机设备可以对第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距进行比较,以评价确定出的抽油机井防冲距的优劣。
示例性地,计算机设备可以对第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距,按照从小到大的顺序进行排序,将排序最靠前的一个评价为优,将排序居中的一个评价为良,将排序靠后的一个评价为合格。
进一步地,计算机设备还可以从第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距中确定目标抽油机井防冲距,以便后续根据目标抽油机井防冲距调整抽油杆在抽油机井中的位置。例如,计算机设备可以将第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距中被评价为优的一个确定为目标抽油机井防冲距,这样,在避免活塞下行碰到固定凡尔的同时,可以保证抽油泵具有较高的抽汲效率。在计算机设备确定出目标抽油机井防冲距之后,便可以通过如下步骤204,调整抽油杆在抽油机井中的位置。
步骤204:计算机设备根据抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。
在一些实施例中,抽油杆上可以连接有防冲距自动调节机构,该防冲距自动调节机构可以通过驱动器与计算机设备连接。这样,计算机设备可以向驱动器发送调节信号,且该调节信号中可以携带有抽油机井防冲距,驱动器在接收到计算机设备发送的调节信号之后,可以驱动防冲距自动调节机构对抽油杆在抽油机井中的位置进行调节。
在另一些实施例中,抽油杆上可以连接有防冲距自动调节机构,该防冲距自动调节机构中可以内置有驱动器,该防冲距自动调节机构可以直接与计算机设备连接。这样,计算机设备可以直接向防冲距自动调节机构发送调节信号,且该调节信号中可以携带有抽油机井防冲距,防冲距自动调节机构在接收到计算机设备发送的调节信号之后,可以对抽油杆在抽油机井中的位置进行调节。
其中,防冲距自动调节机构在调节抽油杆在抽油机井中的位置时,可以是按照调节信号中携带的抽油机井防冲距,将抽油杆上调该抽油机井防冲距相应的距离。
示例性地,当确定出的抽油机井防冲距为1.2m时,防冲距自动调节机构可以将抽油杆在抽油机井中的位置上调1.2m。
本申请实施例在确定抽油机井防冲距时,考虑了抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变,且可以根据获取到的抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,精确计算抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,继而根据确定出的弹性形变量精确计算抽油机井防冲距,最后根据确定出的抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。本申请在确定从抽油机井防冲距时,并不是简单地根据下泵深度粗略估计抽油机防冲距,所以本申请可以提高确定出的抽油机井防冲距的精确度,并可以根据确定出的抽油机井防冲距合理调整抽油杆在抽油机井中的位置,从而可以避免因确定出的抽油机井防冲距过大而过多上调抽油杆,进而影响抽油泵的抽汲效率。
图5是本申请实施例提供的一种抽油杆的位置调整装置的结构示意图。参见图5,该装置包括:获取模块501、第一确定模块502、第二确定模块503和调整模块504。
获取模块501,用于获取抽油机悬点在抽油机井中抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径。
第一确定模块502,用于根据抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量。
第二确定模块503,用于根据抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,确定抽油机井防冲距。
调整模块504,用于根据抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。
可选地,获取模块501,包括:
第一获取子模块,用于获取抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷;
第一计算子模块,用于将抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力、抽油杆在下行时受到的摩擦力和抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,第一获取子模块包括:
第一获取单元,用于获取抽油杆的密度和抽油机井内液体的密度;
第一计算单元,用于将抽油杆的密度与抽油机井内液体的密度之差、抽油杆的体积,以及重力加速度累乘,得到抽油杆在抽油机井内的液体中受到的重力。
可选地,第一获取子模块还包括:
第二获取单元,用于获取抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、以及抽油杆与油管内液体之间的摩擦力;
第二计算单元,用于将抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、抽油杆与抽油机井内油管之间的摩擦力、以及抽油杆与油管内液体之间的摩擦力累加,得到抽油杆在下行时受到的摩擦力。
可选地,第二获取单元用于:
获取活塞与泵筒之间的间隙、活塞的直径、抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数、抽油杆对油管接触点的正压力、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度;
根据活塞与泵筒之间的间隙,以及活塞的直径,确定活塞与泵筒之间的摩擦力;
根据抽油杆与油管之间的滑动摩擦系数,以及抽油杆对油管接触点的正压力,确定抽油杆与油管之间的摩擦力;
根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、油管内流体的动力粘度和抽油杆的平均运行速度,确定抽油杆与油管内液体之间的摩擦力。
可选地,第一获取子模块还包括:
第三获取单元,用于获取抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度;
第一确定单元,用于根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷。
可选地,第一确定单元用于:
根据抽油杆的长度、抽油杆的直径、抽油杆的密度、抽油机的冲程、抽油机的冲次、抽油机中曲柄的旋转半径和抽油机中连杆的长度,通过如下公式确定抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,F2为抽油杆在下行时受到的惯性载荷,D1为抽油杆的直径,L为抽油杆的长度,ρ1为抽油杆的密度,S为抽油机的冲程,N为抽油机的冲次,r为曲柄的旋转半径,I为连杆的长度。
可选地,获取模块501,包括:
第二获取子模块,用于获取抽油机井中的抽油泵工作时对应的示功图;
第一读取子模块,用于从示功图中读取抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷。
可选地,第一确定模块502用于:
根据抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,通过如下公式确定抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,H为抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,F为抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷,L为抽油杆的长度,E为抽油杆的弹性模量,D1为抽油杆的直径。
可选地,第二确定模块503,包括:
第二计算子模块,用于将抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到抽油机井防冲距。
本申请实施例在确定抽油机井防冲距时,考虑了抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变,且可以根据获取到的抽油机悬点在抽油杆下行时受到的载荷、抽油杆的长度、抽油杆的弹性模量和抽油杆的直径,精确计算抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,继而根据确定出的弹性形变量精确计算抽油机井防冲距,最后根据确定出的抽油机井防冲距,调整抽油杆在抽油机井中的位置。本申请在确定从抽油机井防冲距时,并不是简单地根据下泵深度粗略估计抽油机防冲距,所以本申请可以提高确定出的抽油机井防冲距的精确度,并可以根据确定出的抽油机井防冲距合理调整抽油杆在抽油机井中的位置,从而可以避免因确定出的抽油机井防冲距过大而过多上调抽油杆,进而影响抽油泵的抽汲效率。
需要说明的是:上述实施例提供的抽油杆的位置调整装置在确定抽油机井防冲距时,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,即将装置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,上述实施例提供的抽油杆的位置调整装置与抽油杆的位置调整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。
图6是本申请实施例提供的一种抽油杆的位置调整装置的结构示意图。参见图6,该装置可以为终端600,终端600可以是:智能手机、平板电脑、MP3播放器(Moving PictureExperts Group Audio Layer III,动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(MovingPicture Experts Group Audio Layer IV,动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、笔记本电脑或台式电脑。终端600还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。
通常,终端600包括有:处理器601和存储器602。
处理器601可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器601可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器601也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器601可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器601还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器602可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器602还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器602中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器601所执行以实现本申请中方法实施例提供的抽油杆的位置调整方法。
在一些实施例中,终端600还可选包括有:***设备接口603和至少一个***设备。处理器601、存储器602和***设备接口603之间可以通过总线或信号线相连。各个***设备可以通过总线、信号线或电路板与***设备接口603相连。具体地,***设备包括:射频电路604、触摸显示屏605、摄像头606、音频电路607、定位组件608和电源609中的至少一种。
***设备接口603可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个***设备连接到处理器601和存储器602。在一些实施例中,处理器601、存储器602和***设备接口603被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器601、存储器602和***设备接口603中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路604用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路604通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路604将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地,射频电路604包括:天线***、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路604可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于:城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路604还可以包括NFC(Near Field Communication,近距离无线通信)有关的电路,本申请对此不加以限定。
显示屏605用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏605是触摸显示屏时,显示屏605还具有采集在显示屏605的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器601进行处理。此时,显示屏605还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,显示屏605可以为一个,设置终端600的前面板;在另一些实施例中,显示屏605可以为至少两个,分别设置在终端600的不同表面或呈折叠设计;在再一些实施例中,显示屏605可以是柔性显示屏,设置在终端600的弯曲表面上或折叠面上。甚至,显示屏605还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。显示屏605可以采用LCD(LiquidCrystal Display,液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件606用于采集图像或视频。可选地,摄像头组件606包括前置摄像头和后置摄像头。通常,前置摄像头设置在终端的前面板,后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中,后置摄像头为至少两个,分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种,以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality,虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中,摄像头组件606还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯,也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合,可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路607可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波,并将声波转换为电信号输入至处理器601进行处理,或者输入至射频电路604以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的,麦克风可以为多个,分别设置在终端600的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器601或射频电路604的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器,也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时,不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波,也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中,音频电路607还可以包括耳机插孔。
定位组件608用于定位终端600的当前地理位置,以实现导航或LBS(LocationBased Service,基于位置的服务)。定位组件608可以是基于美国的GPS(GlobalPositioning System,全球定位***)、中国的北斗***、俄罗斯的格雷纳斯***或欧盟的伽利略***的定位组件。
电源609用于为终端600中的各个组件进行供电。电源609可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源609包括可充电电池时,该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中,终端600还包括有一个或多个传感器610。该一个或多个传感器610包括但不限于:加速度传感器611、陀螺仪传感器612、压力传感器613、指纹传感器614、光学传感器615以及接近传感器616。
加速度传感器611可以检测以终端600建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如,加速度传感器611可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器601可以根据加速度传感器611采集的重力加速度信号,控制触摸显示屏605以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器611还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器612可以检测终端600的机体方向及转动角度,陀螺仪传感器612可以与加速度传感器611协同采集用户对终端600的3D动作。处理器601根据陀螺仪传感器612采集的数据,可以实现如下功能:动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器613可以设置在终端600的侧边框和/或触摸显示屏605的下层。当压力传感器613设置在终端600的侧边框时,可以检测用户对终端600的握持信号,由处理器601根据压力传感器613采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器613设置在触摸显示屏605的下层时,由处理器601根据用户对触摸显示屏605的压力操作,实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
指纹传感器614用于采集用户的指纹,由处理器601根据指纹传感器614采集到的指纹识别用户的身份,或者,由指纹传感器614根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时,由处理器601授权该用户执行相关的敏感操作,该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器614可以被设置终端600的正面、背面或侧面。当终端600上设置有物理按键或厂商Logo时,指纹传感器614可以与物理按键或厂商Logo集成在一起。
光学传感器615用于采集环境光强度。在一个实施例中,处理器601可以根据光学传感器615采集的环境光强度,控制触摸显示屏605的显示亮度。具体地,当环境光强度较高时,调高触摸显示屏605的显示亮度;当环境光强度较低时,调低触摸显示屏605的显示亮度。在另一个实施例中,处理器601还可以根据光学传感器615采集的环境光强度,动态调整摄像头组件606的拍摄参数。
接近传感器616,也称距离传感器,通常设置在终端600的前面板。接近传感器616用于采集用户与终端600的正面之间的距离。在一个实施例中,当接近传感器616检测到用户与终端600的正面之间的距离逐渐变小时,由处理器601控制触摸显示屏605从亮屏状态切换为息屏状态;当接近传感器616检测到用户与终端600的正面之间的距离逐渐变大时,由处理器601控制触摸显示屏605从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解,图6中示出的结构并不构成对终端600的限定,可以包括比图示更多或更少的组件,或者组合某些组件,或者采用不同的组件布置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抽油杆的位置调整方法,其特征在于,所述方法包括:
获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径;其中,获取所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,包括:获取所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度;根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,通过如下公式确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,所述为所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,所述/>为所述抽油杆的直径,所述/>为所述抽油杆的长度,所述/>为所述抽油杆的密度,所述/>为所述抽油机的冲程,所述为所述抽油机的冲次,所述/>为所述曲柄的旋转半径,所述/>为所述连杆的长度;
其中,所述获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷,包括:获取所述抽油机井中的抽油泵工作时对应的示功图,从所述示功图中读取所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷;或者,获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷;将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷;其中,所述获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力,包括:获取所述抽油杆的密度和所述抽油机井内液体的密度;将所述抽油杆的密度与所述抽油机井内液体的密度之差、所述抽油杆的体积,以及重力加速度累乘,得到所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力;获取抽油杆在下行时受到的摩擦力,包括:获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力;将所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力累加,得到所述抽油杆在下行时受到的摩擦力;其中,获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力,包括:获取所述活塞与所述泵筒之间的间隙、所述活塞的直径,根据所述活塞与所述泵筒之间的间隙,以及所述活塞的直径,通过如下公式确定所述活塞与泵筒之间的摩擦力:
其中,为所述活塞与泵筒之间的摩擦力,/>为所述活塞的直径,/>为所述活塞与泵筒之间的间隙;
根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,通过如下公式确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,所述为所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,所述/>为所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷,所述/>为所述抽油杆的长度,所述/>为所述抽油杆的弹性模量,所述/>为所述抽油杆的直径;
将所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距,其中,所述第二抽油机井防冲距为通过所述示功图获取到所述抽油杆下行时受到的载荷之后,确定的所述抽油机井防冲距;所述第三抽油机井防冲距为通过将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷之后,确定的所述抽油机井防冲距;
对第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距按照从小到大的顺序进行排序,将排序最靠前的所述抽油机井防冲距评价为优,并将所述评价为优的所述抽油机井防冲距确定为目标抽油机井防冲距,其中,所述第一抽油机井防冲距为计算机设备上预先存储的通过经验法估算的所述抽油机井防冲距;
根据所述目标抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置,其中,所述抽油杆上连接有防冲距自动调节机构,所述防冲距自动调节机构通过驱动器与所述计算机设备连接,所述根据所述目标抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置包括:向所述驱动器发送调节信号,所述调节信号携带有所述目标抽油机井防冲距,所述驱动器接收到所述调节信号之后,驱动所述防冲距自动调节机构对所述抽油杆在所述抽油机井中的位置进行调节。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力,包括:
获取所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数、所述抽油杆对所述油管接触点的正压力、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度;
根据所述抽油杆与所述油管之间的滑动摩擦系数,以及所述抽油杆对所述油管接触点的正压力,确定所述抽油杆与所述油管之间的摩擦力;
根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述油管内流体的动力粘度和所述抽油杆的平均运行速度,确定所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力。
3.一种抽油杆的位置调整装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径;其中,所述获取模块还用于:获取所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度;根据所述抽油杆的长度、所述抽油杆的直径、所述抽油杆的密度、所述抽油机的冲程、所述抽油机的冲次、所述抽油机中曲柄的旋转半径和所述抽油机中连杆的长度,通过如下公式确定所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷:
其中,所述为所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷,所述/>为所述抽油杆的直径,所述/>为所述抽油杆的长度,所述/>为所述抽油杆的密度,所述/>为所述抽油机的冲程,所述为所述抽油机的冲次,所述/>为所述曲柄的旋转半径,所述/>为所述连杆的长度;
其中,所述获取抽油机悬点在抽油机井中的抽油杆下行时受到的载荷,包括:获取所述抽油机井中的抽油泵工作时对应的示功图,从所述示功图中读取所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷;或者,获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷;将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷;其中,所述获取所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力,包括:获取所述抽油杆的密度和所述抽油机井内液体的密度;将所述抽油杆的密度与所述抽油机井内液体的密度之差、所述抽油杆的体积,以及重力加速度累乘,得到所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力;获取抽油杆在下行时受到的摩擦力,包括:获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力;将所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力、所述抽油杆与所述抽油机井内油管之间的摩擦力、以及所述抽油杆与所述油管内液体之间的摩擦力累加,得到所述抽油杆在下行时受到的摩擦力;其中,获取所述抽油机井中抽油泵的活塞与泵筒之间的摩擦力,包括:获取所述活塞与所述泵筒之间的间隙、所述活塞的直径,根据所述活塞与所述泵筒之间的间隙,以及所述活塞的直径,通过如下公式确定所述活塞与泵筒之间的摩擦力:
其中,为所述活塞与泵筒之间的摩擦力,/>为所述活塞的直径,/>为所述活塞与泵筒之间的间隙;
第一确定模块,用于根据所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷、所述抽油杆的长度、所述抽油杆的弹性模量和所述抽油杆的直径,通过如下公式确定所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量:
其中,所述为所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量,所述/>为所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷,所述/>为所述抽油杆的长度,所述/>为所述抽油杆的弹性模量,所述/>为所述抽油杆的直径;
第二确定模块,用于将所述抽油杆下行至下死点时产生的弹性形变量与预设增量相加,得到第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距,其中,所述第二抽油机井防冲距为通过所述示功图获取到所述抽油杆下行时受到的载荷之后,确定的所述抽油机井防冲距;所述第三抽油机井防冲距为通过将所述抽油杆在所述抽油机井内的液体中受到的重力、所述抽油杆在下行时受到的摩擦力和所述抽油杆在下行时受到的惯性载荷进行矢量求和,得到所述抽油机悬点在所述抽油杆下行时受到的载荷之后,确定的所述抽油机井防冲距;对第一抽油机井防冲距、第二抽油机井防冲距和第三抽油机井防冲距按照从小到大的顺序进行排序,将排序最靠前的所述抽油机井防冲距评价为优,并将所述评价为优的所述抽油机井防冲距确定为目标抽油机井防冲距,其中,所述第一抽油机井防冲距为计算机设备上预先存储的通过经验法估算的所述抽油机井防冲距;
调整模块,用于根据所述目标抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置,其中,所述抽油杆上连接有防冲距自动调节机构,所述防冲距自动调节机构通过驱动器与所述计算机设备连接,所述根据所述目标抽油机井防冲距,调整所述抽油杆在所述抽油机井中的位置包括:向所述驱动器发送调节信号,所述调节信号携带有所述目标抽油机井防冲距,所述驱动器接收到所述调节信号之后,驱动所述防冲距自动调节机构对所述抽油杆在所述抽油机井中的位置进行调节。
4.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令,所述指令被处理器执行时实现权利要求1-2任一所述的抽油杆的位置调整方法的步骤。
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GR01 | Patent grant | ||
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