[發明專利]稠油輸送螺桿泵模擬測試方法及系統

有效

• 申請號: 201110228671.X
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102913430A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 馬培紅;李鵬;袁智君;楊靜;廖沖春;葉帆
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，更具體地說，涉及一種稠油輸送螺桿泵模擬測試方法及系統。

背景技術

目前，國內外各個油田稠油物性各異，輸送主要以螺桿泵為主。為測試螺桿泵在輸送特定稠油中的輸送性能，采用的實驗方法主要有以下兩類：

一是由螺桿泵生產廠家完成測試。目前，在較大型螺桿泵生產廠家都建有螺桿泵性能實驗臺，可以完成螺桿泵結構、材料特性、輸送特性等方面的性能測試。但是由于實驗成本及設備限制，廠家實驗輸送介質主要采用清水和普通機械油，無法對螺桿泵在不同稠油輸送中的特性進行測試，導致螺桿泵在油田應用中設備故障率高、效率低，檢泵周期短，輸送稠油成本上升，經濟效益下降等。

二是在油田現場完成測試。為提高螺桿泵在稠油輸送中的輸送效率，少數油田投入巨資在油田現場特定采油井上建設專門實驗裝置對螺桿泵性能進行測試，主要包括螺桿泵輸送效率、螺桿泵節能效果等。由于油田現場實驗所采用的輸送介質為特定稠油，能夠在一定程度上較為真實地測試螺桿泵的輸送特性，為螺桿泵選型、應用、維護、維修提供有力的指導。但是各油田稠油物性各異，甚至同一油田不同區塊、不同采油井稠油物性差異較大，因此實驗結果只能反映螺桿泵在油田局部稠油輸送中的輸送特性，具有很大的局限性。

另外，傳統的稠油輸送螺桿泵性能測試還存在的以下問題：

(1)實驗設備建設成本昂貴。廠家很難建立較為全面的螺桿泵性能測試系統。

(2)實驗成本高。要達到全面測試效果，需從不同油田、同一油田的不同區塊調運不同物性的稠油進行實驗。

(3)實驗周期長，造成實驗作業費用過高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的缺陷，提出一種稠油輸送螺桿泵模擬測試方法及系統，用以實現對稠油輸送工程的稠油輸送螺桿泵性能進行脫離實物測試和管理。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種稠油輸送螺桿泵模擬測試方法，包括：

輸入步驟，接收輸入的實驗參數和實驗數據，所述實驗參數包括實驗類型號、電機號、變頻控制類型號、稠油物性號以及螺桿泵號；

工作模型建立步驟，根據所述實驗參數，建立虛擬電機模型和電機變頻控制運行模型，獲取稠油集輸運行環境參數，建立螺桿泵工作效率計算模型；

運行環境建立步驟，根據所述虛擬電機模型、電機變頻控制運行模型、稠油集輸運行環境參數以及螺桿泵工作效率計算模型，建立稠油輸送螺桿泵虛擬運行環境；

輸出步驟，在所述螺桿泵虛擬運行環境下運行所述實驗數據，輸出實驗結果。

進一步的，所述工作模型建立步驟包括：

虛擬電機模型建立步驟，根據所述電機號，從電機運行特征庫中調取電機特征參數和電機特征曲線，建立虛擬電機模型；

電機變頻控制運行模型建立步驟，根據所述變頻控制類型號，從變頻控制特征庫中調取變頻控制特征參數和變頻控制特征曲線，結合所述變頻控制特征參數、變頻控制特征曲線和所述虛擬電機模型建立電機變頻控制運行模型；

稠油集輸運行環境參數獲取步驟，根據所述稠油物性號，從稠油物性特征庫中調取稠油物性特征參數和稠油物性特征曲線，獲取稠油集輸運行環境參數；

螺桿泵工作效率計算模型建立步驟，根據所述螺桿泵號，從螺桿泵運行特征庫中調取螺桿泵特征參數和螺桿泵特征曲線，結合所述螺桿泵特征參數、螺桿泵特征曲線、所述電機特征參數、電機特征曲線以及所述稠油集輸運行環境參數，建立螺桿泵工作效率計算模型。

進一步的，所述虛擬電機模型建立步驟包括：

根據所述電機號，從電機運行特征庫中調取電機型號、電機功率、電機額定功率、功率因素、額定電壓、額定轉速以及轉矩-轉速曲線、效率-負載率曲線、效率-功率因素曲線；

根據調取的電機特征參數和電機特征曲線，結合電機效率計算公式，建立電機在一定工況條件下電機輸入功率和輸出功率計算模型，即虛擬電機模型。

進一步的，所述電機變頻控制運行模型建立步驟包括：

根據所述變頻控制類型號，從變頻控制特征庫中調取變頻器型號、變頻器功率、變頻器額定功率以及頻率-電機轉速曲線；

根據調取的變頻控制特征參數和變頻控制特征曲線，建立電機效率與變頻器輸出電量頻率計算模型，即電機變頻控制運行模型。

進一步的，所述稠油集輸運行環境參數獲取步驟包括：

根據所述稠油物性號，從稠油物性特征庫中調取輸送壓力、輸送流量、密度、粘度、含水率以及粘度-溫度曲線、粘度-含水率曲線、粘度-密度曲線；