一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法
【专利摘要】本发明一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法属于采油工程技术领域，具体涉及一种游梁式抽油机运行方法；本发明根据一天内单井总排量所对应的动液面深度变化量，以及动液面的允许变化量，经过一系列数学运算，得到曲柄在间抽周期时间范围内，共完成耗时分别为的整周运行，以及耗时总时长为的非整周无抽汲运行；本发明提供了一种曲柄整周运行与非整周无抽汲运行相结合的运行方式，其效果在于，无需降低整周冲次，解决了柱塞漏失率大和电机驱动效率低的问题，免除了开机操作需求，节省了因人去现场实施开机操作所导致的人力物力和财力消耗，同时避免长时间无抽汲，解决了对单井产量和产油层发育造成不利影响的问题。
【专利说明】
一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法
技术领域
[0001] 本发明一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法属于采油工程技术领域， 具体涉及一种游梁式抽油机运行方法。
【背景技术】
[0002] 采油过程中，在低产井供液不足的工况下，经常需要降低单井理论排量。由于游梁 式抽油机常规运行工作制度限定在曲柄连续整周运动，因此降低单井理论排量，只能通过 以下技术手段： 第一、降低运行冲次，但这种方式存在以下问题：由于随着抽油机整周冲次的降低，存 在柱塞栗漏失率逐渐增大的问题，而且，如果采用变频方式调低电机转速，则电机的驱动效 率也会随电机转速的降低而逐渐下降； 第二、由于单纯依靠降低整周冲次会产生柱塞漏失率大和电机驱动效率低的问题，因 此在井下产量过低的工况下，采用间抽工作制度，即曲柄连续整周运动与停机交替的工作 方式来实现降低理论排量的目的，但是，这种方式又会产生以下新问题:一是由停机状态转 入开机需要在有人值守的条件下进行，由于油井多，距离远，因此停机和开机工作要浪费大 量的人力物力；二是由于人工值守开机问题导致24小时内难以起停机两次以上，而较长时 间的无抽汲会导致动液面和井下流压的大幅度波动，对单井产量和产油层的发育造成极其 不利的影响。
[0003] 申请号为201510783876.2的发明专利《基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机非抽 汲运行方法》，以及申请号为201510838831.0的发明专利《基于曲柄非整周运动的游梁式抽 油机动态变冲程运行方法》，均突破了游梁式抽油机仅存在曲柄连续整周运动一种运行方 式的技术偏见，通过曲柄的非整周摇摆式运动，实现在不停机的情况下的无抽汲运行或变 冲程运行。如果将传统曲柄连续整周运动的工作方式与上述两项专利提出的曲柄非整周运 动的工作方式按照一定工作方式相结合，一方面不仅无需降低整周冲次，解决柱塞漏失率 大和电机驱动效率低的问题，而且由于抽油机地面部分从未曾停机，故完全无需人工实施 开机操作，可以明显节省人工现场开机导致的人力物力和财力消耗;另一方面，这种组合式 抽油工作制度可以按需自动实施多次整周运行，因此可以避免长时间无抽汲，明显降低动 液面和井下流压的大幅度波动，有利于解决对单井产量和产油层发育造成不利影响的问 题。
[0004] 然而，如何具体实现这两种工作方式的组合，还没有相关技术方案。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明公开了一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法， 该方法提供了一种曲柄整周运行与非整周无抽汲运行相结合的运行方式，这种方式，无需 降低整周冲次，有利于解决柱塞漏失率大和电机驱动效率低的问题，免除了开机操作需求， 有利于节省因人去现场实施开机操作所导致的的人力物力和财力消耗，同时避免长时间无 抽汲，有利于解决对单井产量和产油层发育造成不利影响的问题。
[0006] 本发明的目的是这样实现的。
[0007] -种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，包括以下步骤： 步骤a、根据一天内单井总排量0所对应的动液面深度变化量儿以及动液面的允许变化 量a，确定一天内的间抽次数： 式中，「"1为向上取整运算； 步骤b、结合一天内不同时间段井下供液速度的实际情况，以每个间抽周期内排量相同 为原则，确定不同时间段内的间抽周期时间长度?; 步骤C、根据一天内单井总排量辦Ρ间抽次数见确定单个间抽周期内的排量A g=QIN 步骤d、根据曲柄每次整周运行的单周排量V，确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的 次数λ: 式中，J为向下取整运算； 步骤e、根据曲柄每次整周运行所占用的时间6、-·、心，确定曲柄非整周运行时间 '财，
步骤f、曲柄在?时间范围内，共完成耗时分别为4、心的整周运行，以及耗时总 时长为的非整周无抽汲运行。
[0008] 上述一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，所述的步骤c和步骤d替换 为： 步骤c'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的总次数~； 步骤d '、根据曲柄整周运行的总次数~和间抽次数见确定在每个间抽周期内曲柄整周 运行的次数λ : ，=|^/犮| 式中，L J为向下取整运算； 或 步骤C'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的平均冲次r; 步骤d'、根据间抽周期时间长度?，确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的次数/3: ? = - Γ J 式中，j为向下取整运算。
[0009] 以上一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，步骤b所述一天内不同时 间段井下供液速度的实际情况，由统计方法获得。
[0010] 以上一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，步骤e所述的4、￥-·_、々 相等或不等。
[0011] 以上一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，步骤f所述的曲柄整周运 行和非整周无抽汲运行，為、4、…、心的大小均能够随意调整，顺序能够随意调换。
[0012] 有益效果： 本发明根据一天内单井总排量0所对应的动液面深度变化量儿以及动液面的允许变化 量a，经过一系列数学运算，得到曲柄在间抽周期时间范围内，共完成耗时分别为 4、铋一、心的整周运行，以及耗时总时长为的非整周无抽汲运行;本发明提供了一种 曲柄整周运行与非整周无抽汲运行相结合的运行方式，这种方式无需降低整周冲次，有利 于解决柱塞漏失率大和电机驱动效率低的问题，免除了开机操作需求，有利于节省因人去 现场实施开机操作所导致的的人力物力和财力消耗，同时避免长时间无抽汲，有利于解决 对单井产量和产油层发育造成不利影响的问题。
[0013] 具体实施例:下面对本发明具体实施例作进一步详细描述。
[0014] 具体实施例一： 本实施例的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，包括以下步骤： 步骤a、根据一天内单井总排量0所对应的动液面深度变化量儿以及动液面的允许变化 量a，确定一天内的间抽次数： Ν^\Α?α\ 式中，「1为向上取整运算； 步骤b、结合一天内不同时间段井下供液速度的实际情况，以每个间抽周期内排量相同 为原则，确定不同时间段内的间抽周期时间长度?; 步骤C、根据一天内单井总排量辦Ρ间抽次数见确定单个间抽周期内的排量A 步骤d、根据曲柄每次整周运行的单周排量确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的 次数λ: 式中，L J为向下取整运算； 步骤e、根据曲柄每次整周运行所占用的时间?，确定曲柄非整周运行时间
步骤f、曲柄在t时间范围内，共完成耗时分别为％' -心的整周运彳丁，以及耗时总 时长为％*0的非整周无抽汲运行。
[0015] 具体实施例二： 本实施例的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，与具体实施例一的不同 在于，步骤c和步骤d替换为： 步骤c'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的总次数 步骤d'、根据曲柄整周运行的总次数％和间抽次数见确定在每个间抽周期内曲柄整周 运行的次数Λ: 式中，L J为向下取整运算； 具体实施例三： 本实施例的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，与具体实施例一的不同 在于，步骤c和步骤d替换为： 步骤C'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的平均冲次r; 步骤d'、根据间抽周期时间长度?，确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的次数/3: i rj 式中，!_ J为向下取整运算。
[0016] 在以上三个实施例中，还有以下四点需要说明： 第一、步骤b所述一天内不同时间段井下供液速度的实际情况，由统计方法获得，如果 井下供液速度变化不明显、或情况不明、或对诸间抽周期间的动液面波动量差别要求不高， 则可取等长度间抽周期（即：间抽周期时间长度?为定值)和间抽周期内等次数整周运行方 案(即：每个间抽周期内曲柄整周运行的次数/3为定值）。
[0017] 第二、在每个间抽周期内，要求曲柄共完成耗时分别为4、4、一、4的整周运行， 以及耗时总时长为的非整周无抽汲运行，但是…、心的大小均能够随意调整，顺 序能够随意调换。其中，大小均能够随意调整的含义在于碜心一、鳖的值能够根据需要进 行改变;顺序能够随意调换的含义在于对于这Λ个整周运行分布于该间抽周期内的具体位 置，是否连续，不做任何要求，可以根据实际需要，例如井下供液速度、栗况以及齿轮箱的润 滑需求的实际情况进行调整。例如，要求在某个间抽周期内完成10次整周运行，我们可以先 完成2次整周运行，然后进行一段时间非整周无抽汲运行，再完成8次整周运行;我们还可以 直接完成10次整周运行，然后进行非整周无抽汲运行，直到下一个间抽周期。
[0018] 第三、在本发明中，只要不足以给人造成抽油机处于停机状态的误会，出于节省能 耗的考虑，非整周无抽汲运行过程中允许短时的暂停。
[0019] 第四、在实际生产过程中，往往难以准确掌握每个时刻光杆的弹性静变形量，同时 也往往难以掌握曲柄的准确位置，作为一种工程上的近似方法，可以将曲柄的双向摆动范 围限制在一定的范围内，即可认为曲柄进行的是非整周无抽汲运行。
【主权项】
1. 一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，其特征在于:包括W下步骤： 步骤a、根据一天内单井总排量0所对应的动液面深度变化量人W及动液面的允许变化 量a，确定一天内的间抽次数： Ν = \Λ?α\ 式中，「1为向上取整运算； 步骤b、结合一天内不同时间段井下供液速度的实际情况，W每个间抽周期内排量相同 为原则，确定不同时间段内的间抽周期时间长度。 步骤C、根据一天内单井总排量巧日间抽次数化确定单个间抽周期内的排量g: 争=径?诏 步骤d、根据曲柄每次整周运行的单周排量gi，确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的 次数打： η=\β? g'J 式中，J为向下取整运算； 步骤e、根据曲柄每次整周运行所占用的时间年Ij、-、确定曲柄非整周运行时间 :社細:，步骤f、曲柄在t时间范围内，共完成耗时分别为中:^ik的整周运行，W及耗时总时 长为每的非整周无抽汲运行。2. 根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，其特征在 于:所述的步骤C和步骤d替换为： 步骤C'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的总次数。。； 步骤d'、根据曲柄整周运行的总次数"6和间抽次数尼确定在每个间抽周期内曲柄整周 运行的次数打： ?二|化/扣I 式中，L J为向下取整运算； 或 步骤C'、通过对实际工况进行监测统计，得到完成一天内单井总排量0所需要曲柄整周 运行的平均冲次。 步骤d'、根据间抽周期时间长度?，确定在每个间抽周期内曲柄整周运行的次数η: 巧Φ rJ 式中丄j为向下取整运算。3. 根据权利要求1或2所述的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，其特征 在于:步骤b所述一天内不同时间段井下供液速度的实际情况，由统计方法获得。4. 根据权利要求1或2所述的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，其特征 在于:步骤e所述的％皆…、私相等或不等。5.根据权利要求1或2所述的一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法，其特征 在于：步骤f所述的曲柄整周运行和非整周无抽汲运行，兮％'---、?。的大小均能够随意调 整，顺序能够随意调换。
【文档编号】E21B43/00GK106089156SQ201610589252
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610589252.1, CN 106089156 A, CN 106089156A, CN 201610589252, CN-A-106089156, CN106089156 A, CN106089156A, CN201610589252, CN201610589252.1
【发明人】王凤山, 师国臣, 王林, 巩宏亮, 任刚, 常瑞清, 孙延安, 单红宇, 韩名廷, 刘海龙, 李金源, 张传绪, 徐国民, 任成锋, 苗国晶
【申请人】中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司