CN113153261A - 一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法 - Google Patents

一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，用于解决现有分段调速工作制度没有制定依据无法充分发挥分段调速模式优势的问题。本包括以下步骤：1、选取目标油井，获取该井工频模式下的运行参数；2、确定工频模式单周期上冲程运行时间和工频模式单周期下冲程运行时间；3、确定工频模式下抽油泵理论排量；4、确定工频模式泵效；5、判断工频模式泵效是否小于30%；6：确定分段调速模式冲次；7：确定分段调速模式单周期运行时间；8、确定分段调速模式单周期下冲程运行时间。该确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，能够充分发挥分段调速优势，提高***效率，实现抽油机节能降耗高效运行。

Description

一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法
技术领域
本发明涉及抽油机冲次判定领域，特别涉及一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法。
背景技术
目前抽油机井应用变频控制模式多为变频恒速模式，当油井产液量较低时，***效率低、偏磨严重问题依旧突出，为此，分段调速模式应运而生，即抽油机在上冲程过程中以较高速度运行，下冲程以较低速度运行，通过控制器实现上冲程和下冲程分别输出不同的电源频率，进而调节抽油杆上行、下行速度及抽油机冲次变化来适应油井工况。通过分段调速运行实现减少泵漏失、提高泵充满度、提高泵效和***效率、缓解杆管偏磨、高效运行。目前现有专利201610344720.9一种抽油机多模式驱动控制***仅对分段调速模式进行介绍，但未给出如何确定单周期下冲程运行时间的方法，严重影响分段调速优势的发挥。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的现有分段调速工作制度没有制定依据无法充分发挥分段调速模式优势的问题，而提供一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法。该确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，能够充分发挥分段调速优势，提高***效率，实现抽油机节能降耗高效运行。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，包括以下步骤：
步骤1：选取目标油井，获取该井工频模式下的运行参数；所述运行参数包括工频模式冲次n工、冲程S、抽油泵柱塞直径D和实际日产液量Q实数据；
步骤2：根据工频模式冲次n工确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下；
步骤3：根据油井工频模式冲次n工、冲程S和抽油泵柱塞直径D确定抽油泵理论排量Q理；
步骤4：根据实际日产液量Q实和抽油泵理论排量Q理确定工频模式泵效ɑ工；
步骤5：判断工频模式泵效ɑ工是否小于30％；
步骤6：如果工频模式泵效ɑ工＜30％，按照实际日产液量Q实不变，选择理论泵效a理，确定分段调速模式冲次n分；
步骤7：根据分段调速模式冲次n分确定分段调速模式单周期运行时间t分；
步骤8：将工频模式单周期上冲程运行时间t工上作为分段调速模式单周期上冲程运行时间t分上，确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下。
优选的，上述步骤2根据工频模式冲次n工确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下的计
算公式如下：
Figure BDA0002995106700000021
优选的，上述步骤3确定抽油泵理论排量Q理的计算公式如下：
Figure BDA0002995106700000022
优选的，上述步骤4根据实际日产液量Q实和抽油泵理论排量Q理确定工频模式泵效ɑ工的计算公式如下：
Figure BDA0002995106700000031
优选的，上述步骤5，判断工频模式泵效ɑ工是否小于30％，如果工频模式泵效ɑ工＜30％，则适用本方法，进行下一步骤；如果工频模式泵效ɑ工≥30％，则不适用本方法。
优选的，上述步骤6中理论泵效a理在35％～70％范围内。
优选的，上述步骤6确定分段调速模式冲次n分的计算公式如下：
Figure BDA0002995106700000032
优选的，上述步骤7根据分段调速模式冲次n分确定分段调速模式单周期运行时间t分的计算公式如下：
Figure BDA0002995106700000033
优选的，上述步骤8确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下的计算公式如下：
t分下＝t分-t工上。
优选的，上述分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下不能超过50s。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明提供了一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，为现场技术人员制定分段调速工作制度提供合理依据，能够充分发挥分段调速优势，提高***效率，大幅减缓杆管偏磨，实现抽油机节能降耗高效运行。
通过上百口井的现场试验测试结果统计，按照理论泵效a理＝35％～50％进行计算分段调速模式下冲次n分，在产量不变的条件下，其偏磨最轻、节电率最佳、应用效果最好。泵效提高(可提高20％～40％)、单井平均冲次下降(可提高8％～12％)，检泵周期延长(200～300天)***效率有效提高，节能效果显著(节电率25％～60％)。
附图说明
附图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
以下就本发明步骤及所能产生的效果，配合附图及实施例详细说明如下：如图1所示,本发明确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法包括以下步骤：
步骤1：选取目标油井，获取该井工频模式下的运行参数；
步骤2：确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下；
步骤3：确定工频模式下抽油泵理论排量Q理；
步骤4：确定工频模式泵效ɑ工；
步骤5：判断工频模式泵效ɑ工是否小于30％；
步骤6：工频模式泵效ɑ工小于30％，确定分段调速模式冲次n分；
步骤7：确定分段调速模式单周期运行时间t分；
步骤8：确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下。
实施例1：
步骤1：以目标井X1井为例，该井为游梁式抽油机井，工频模式冲次n工＝5次/min，冲程S＝2.5m，抽油泵泵径D＝38mm，实际日产液量Q实＝3m3/d。
步骤2：确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下。
Figure BDA0002995106700000051
步骤3：根据油井工频模式冲次n工＝5次/min、冲程S＝2.5m和抽油泵柱塞直径D＝38mm确定抽油泵理论排量Q理，计算公式如下。
Figure BDA0002995106700000052
步骤4：根据实际日产液量Q实＝3m3/d和抽油泵理论排量Q理确定工频模式泵效ɑ工，计算公式如下。
Figure BDA0002995106700000053
步骤5：判断工频模式泵效ɑ工小于30％，满足本发明方法适用条件，进行下一步骤；
步骤6：按照实际日产液量Q实不变，按理论泵效a理＝35％，确定分段调速模式冲次n分，计算公式如下。
Figure BDA0002995106700000054
步骤7：根据分段调速模式冲次n分确定分段调速模式单周期运行时间t分，计算公式如下。
Figure BDA0002995106700000055
步骤8，将工频模式单周期上冲程运行时间t工上作为分段调速模式单周期上冲程运行时间t分上，确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下，计算公式如下。
t分下＝t分-t工上＝29.8-6＝23.8s
通过计算可得分段调速模式单周期运行时间t分为29.8s，分段调速模式单周期上冲程运行时间t分上为6s，分段调速模式单周期下冲程运行时间为23.8s进行运行。
分段调速模式单周期上冲程运行时间t分上采用工频模式单周期上冲程运行时间t工上，有利于保留工频模式抽汲效率高的特点，上冲程运行快有利于降低抽油泵漏失量；相比普通变频调速，抽油泵漏失量降低5～20％；而且分段调速模式单周期下冲程运行慢，抽油泵井下等待时间长，大大提高抽油泵充满系数，相比普通变频调速，抽油泵充满系数提高5～10％，并且抽油杆下行时与柱塞保持速度接近，还可有效缓解杆管偏磨问题。
本发明方法能够根据单井实际产液量个性化的制定出分段调速工作制度，充分发挥分段调速技术优势。
通过上百口井的现场试验测试结果统计，按照理论泵效a理＝35％～50％进行计算分段调速模式下冲次n分，在产量不变的条件下，其偏磨最轻、节电率最佳、应用效果最好。泵效提高(可提高20％～40％)、单井平均冲次下降(可提高8％～12％)，检泵周期延长(200～300天)***效率有效提高，节能效果显著(节电率25％～60％)。

Claims (9)

1.一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，包括以下步骤：
步骤1：选取目标油井，获取该井工频模式下的运行参数；所述运行参数包括工频模式冲次n工、冲程S、抽油泵柱塞直径D和实际日产液量Q实数据；
步骤2：根据工频模式冲次n工确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下；
步骤3：根据油井工频模式冲次n工、冲程S和抽油泵柱塞直径D确定抽油泵理论排量Q理；
步骤4：根据实际日产液量Q实和抽油泵理论排量Q理确定工频模式泵效ɑ工；
步骤5：判断工频模式泵效ɑ工是否小于30％；
步骤6：如果工频模式泵效ɑ工＜30％，按照实际日产液量Q实不变，选择理论泵效a理，确定分段调速模式冲次n分；
步骤7：根据分段调速模式冲次n分确定分段调速模式单周期运行时间t分；
步骤8：将工频模式单周期上冲程运行时间t工上作为分段调速模式单周期上冲程运行时间t分上，确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下。
2.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤2根据工频模式冲次n工确定工频模式单周期上冲程运行时间t工上和工频模式单周期下冲程运行时间t工下的计算公式如下：
Figure FDA0002995106690000021
3.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤3确定抽油泵理论排量Q理的计算公式如下：
Figure FDA0002995106690000022
4.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤4根据实际日产液量Q实和抽油泵理论排量Q理确定工频模式泵效ɑ工的计算公式如下：
Figure FDA0002995106690000023
5.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤5，判断工频模式泵效ɑ工是否小于30％，如果工频模式泵效ɑ工＜30％，则适用本方法，进行下一步骤；如果工频模式泵效ɑ工≥30％，则不适用本方法。
6.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤6中理论泵效a理在35％～70％范围内。
7.根据权利要求1或6所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤6确定分段调速模式冲次n分的计算公式如下：
Figure FDA0002995106690000031
8.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤7根据分段调速模式冲次n分确定分段调速模式单周期运行时间t分的计算公式如下：
Figure FDA0002995106690000032
9.根据权利要求1所述的一种确定抽油机分段调速单周期下冲程运行时间的方法，其特征在于：所述步骤8确定分段调速模式单周期下冲程运行时间t分下的计算公式如下：
t分下＝t分-t工上。
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