专利名称：测算抽油设备的综合损失功率的方法
技术领域：
本发明涉及石油开采技术领域，具体是一种测算抽油设备的综合损失功率的方法。
背景技术：
目前，各油田的大部分油井采用有杆泵游梁式抽油机往复抽汲的方式进行生产。 为了提高抽油机井的系统效率，就需要了解地面抽油设备(主要包括抽油机和驱动抽油机的电机)的能量消耗规律。如果能够掌握其能量消耗规律进而发掘出抽油机及其电机损失功率的计算方法，无疑对提高机采系统效率有着十分积极的意义。现有的地面抽油设备损失功率计算方法通常分别计算抽油机和电机的损失功率， 这些方法没有考虑抽油机损失功率与电机损失功率之间的有机联系，并且忽略了地面抽油设备的能量消耗规律，因此不能准确地计算出地面抽油设备的真实功率损耗，从而给机采系统效率的计算和改进带来了困难。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，S卩，通过将光杆传输功率和光杆功率相区分，将电机固定损失功率和变动损失功率相区分，本发明的方法准确地反映了地面抽油设备的能量消耗规律，因而能够精确地计算出地面抽油设备的综合损失功率。具体地说，本发明提供一种测算抽油设备的综合损失功率的方法，所述综合损失功率包括抽油机的损失功率和驱动所述抽油机的电机的损失功率，所述方法的特征在于包括下列步骤确定电机空载功率；计算抽油机的光杆在上冲程中的平均载荷；计算抽油机的光杆在下冲程中的平均载荷；计算光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数；计算光杆功率对所述综合损失功率的影响系数；测算抽油杆的运行速度；以及根据所述电机空载功率、所述平均载荷、所述影响系数以及所述抽油杆的运行速度，计算所述抽油设备的综合损失功率。更具体地说，与现有技术不同的是，本发明的测算方法将光杆传输功率和光杆功率予以区分。根据本发明，光杆功率意指抽油机的光杆提升液体和克服井下各种阻力时所消耗的功率，而光杆传输功率意指在一个冲程中经抽油机的光杆传递的总功率，其包括光杆功率和由抽油杆自重、液注重量所引起的功率，这种区分使得本发明的方法能够更准确地反映抽油设备的能量损失规律。此外，电机空载功率、光杆在上、下冲程中的平均载荷以及抽油杆的运行速度均可通过本领域已知的算法获得，或者可根据经验数据来确定。在优选实施方式中，可根据下列公式计算所述抽油设备的综合损失功率
Pu = P^ +[(F^ ++ F^)■ k2] Yff，在该公式中，Pu是抽油设备的综合损失
功率，Ps是电机空载功率，F^是抽油机的光杆在上冲程中的平均载荷，E1T是抽油机的光
杆在下冲程中的平均载荷，h是光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数，k2是光杆功率对所述综合损失功率的影响系数，而￥#是抽油杆的运行速度。在更优选的实施方式中，可根据下列公式计算光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数^ = ι/2(ι-η % η ψ η β η n变)(2_n皮)(2_n电)，在该公式中，K是光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数，η %是抽油机的毛辫子与驴头之间的联接的机械效率；n ^是抽油机的中轴承的机械效率；n β是抽油机的尾轴和横梁轴承的机械效率； η ^是曲柄销子的机械效率；n $是变速箱联接的机械效率；n β是皮带传动效率，而n %是电机效率。在更优选的实施方式中，可根据下列公式计算光杆功率对所述综合损失功率的影响系数A2= ( -η&) (2-n。+i-n #其中，1 是光杆功率对所述综合损失功率的影响系数，η β是皮带传动效率，而η ^是电机效率。在进一步优选的实施方式中，光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数1^可设定为0. 033，而光杆功率对所述综合损失功率的影响系数1 可设定为0. 14。在进一步优选的实施方式中，所述电机空载功率由特定电机的额定功率及型号决定。在进一步优选的实施方式中，可根据下列公式计算抽油杆的运行速度:V杆=4Q/ nDs2n，其中，￥#是抽油杆的运行速度，Q是油井产液量，Ds是泵径，而η是泵效。通过上述技术方案，本领域技术人员能够看出，本发明的方法考虑了抽油机损失功率与电机损失功率之间的有机联系，并且有效反映了地面抽油设备的能量消耗规律，因此能够更准确地计算出地面抽油设备的真实功率损耗。
通过结合附图来描述本发明的优选实施方式，本领域技术人员将能更充分地理解本发明的上述以及其他特征和优点，附图中
图1是根据本发明的测算方法的一个优选实施方式的流程图。
具体实施例方式下文对本发明的优选实施方式的描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、其应用或用途。应当指出的是，尽管该优选实施方式披露了本发明的各种具体参数和细节，但是本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围不限于这些参数和细节，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域技术人员能够对这些参数和细节做出修改、调整或等同替换，例如可以不同顺序执行所述方法中的各个步骤。如图1所示，本发明提供一种测算抽油设备的综合损失功率的方法，所述综合损失功率包括抽油机的损失功率和驱动抽油机的电机的损失功率，所述方法包括下列步骤: 确定电机空载功率；计算抽油机的光杆在上冲程中的平均载荷；计算抽油机的光杆在下冲程中的平均载荷；计算光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数；计算光杆功率对所述综合损失功率的影响系数；测算抽油杆的运行速度；以及根据所述电机空载功率、所述平均载荷、所述影响系数以及所述抽油杆的运行速度，计算所述抽油设备的综合损失功率。更具体地说，可根据下列公式计算抽油设备的综合损失功率
权利要求
1.一种测算抽油设备的综合损失功率的方法，所述综合损失功率包括抽油机的损失功率和驱动所述抽油机的电机的损失功率，所述方法的特征在于包括下列步骤确定电机空载功率；计算抽油机的光杆在上冲程中的平均载荷； 计算抽油机的光杆在下冲程中的平均载荷； 计算光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数； 计算光杆功率对所述综合损失功率的影响系数； 测算抽油杆的运行速度；以及根据所述电机空载功率、所述平均载荷、所述影响系数以及所述抽油杆的运行速度，计算所述抽油设备的综合损失功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列公式计算所述抽油设备的综合损失功率Pu = P空 + [(F上 + F下)■ ki + (F上-Ff)■ k2] .V杆其中，Pu是抽油设备的综合损失功率，P^；是电机空载功率，ζ是抽油机的光杆在上冲程中的平均载荷，E^是抽油机的光杆在下冲程中的平均载荷，Ic1是光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数，k2是光杆功率对所述综合损失功率的影响系数，而Vff是抽油杆的运行速度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据下列公式计算光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数Ii1 = 1/2(1- η 毛 η 中 η 尾 η 曲 η 变)η 皮)η 电)其中，Ic1是光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数，η %是抽油机的毛辫子与驴头之间的联接的机械效率；η φ是抽油机的中轴承的机械效率；η β是抽油机的尾轴及横梁轴承的机械效率；n ft是抽油机的曲柄销子的机械效率；n $是变速箱联接的机械效率； 是皮带传动效率，而n ^是电机效率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据下列公式计算光杆功率对所述综合损失功率的影响系数k2=(i- n 皮)η 电)+1- n 电其中，1 是光杆功率对所述综合损失功率的影响系数，η β是皮带传动效率，而是电机效率。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，光杆传输功率对所述综合损失功率的影响系数h为0. 033，而光杆功率对所述综合损失功率的影响系数1 为0. 14。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述电机空载功率由特定电机的额定功率及型号决定。
7.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据下列公式计算抽油杆的运行速度Vff= 4Q/π Ds2Il其中，￥#是抽油杆的运行速度，Q是油井产液量，Ds是泵径，而η是泵效。
全文摘要
本发明涉及石油开采技术领域，具体是一种测算抽油设备的综合损失功率的方法。该方法旨在解决现有计算方法不考虑抽油机损失功率与电机损失功率之间的有机联系以及忽略抽油设备能量消耗规律的问题。为此目的，本发明的方法包括确定电机空载功率；计算光杆在上冲程中的平均载荷；计算光杆在下冲程中的平均载荷；计算光杆传输功率的影响系数；计算光杆功率的影响系数；测算抽油杆的运行速度；以及根据上述参数计算抽油设备的综合损失功率。由于将光杆传输功率和光杆功率相区分并且将电机固定损失功率和变动损失功率相区分，本发明的方法能够准确反映地面抽油设备的能量消耗规律，因而能够精确地计算出地面抽油设备的综合损失功率。
文档编号G06F19/00GK102446246SQ20111032526
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者郑海金 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司, 扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司