[發(fā)明專利]一種有桿泵舉升系統(tǒng)抽汲工藝參數確定方法及裝置

有效

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• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103498663A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 張鑫;師俊峰;張建軍;趙瑞東;馬文明
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/009
• 分類號: E21B47/009;E21B43/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發(fā)明涉及油田有桿泵采油領域，特別涉及一種有桿泵舉升系統(tǒng)抽汲工藝參數確定方法及裝置，該方法及裝置采用產量、能耗、壽命三者協調的有桿泵抽汲參數。

背景技術

目前，我國斜井絕大多數采用有桿泵舉升系統(tǒng)進行抽油作業(yè)。有桿泵舉升系統(tǒng)具有操作方便、綜合成本低的特點，但由于井下環(huán)境的復雜性及部分設備運動的不可見性，準確地分析并優(yōu)化系統(tǒng)工作過程較為困難。為保證油井在安全高效的狀態(tài)下工作，有桿泵舉升系統(tǒng)要具有適當的產能、較低的能耗以及足夠長的壽命。然而不同的抽汲參數（沖程、沖次、泵徑、下泵深度）會帶來不同的產量、能耗、壽命，比如沖程、沖次較小可以保證桿柱在井下長時間可靠使用，但油井產量太低；沖次太大則會導致桿柱磨損劇烈壽命過低、檢泵周期縮短；不合適的抽汲參數則易造成設備低效率運行。如何平衡抽汲參數對各方面造成的影響，是一項較為復雜的工作。

目前國內進行有桿泵舉升系統(tǒng)生產方案制定時，通常以系統(tǒng)的能耗效率為目標函數優(yōu)化，例如，公開號為1245243的中國發(fā)明專利申請，以采油損失功率最低原則選擇有桿泵工作參數，但系統(tǒng)效率最高對油田來說并不代表效益最大化，提高了能量使用率的同時卻沒有考慮到對總體經濟效益的影響；國外則主要是以滿足產量需求來選擇抽汲參數。單方面地考慮某一指標最優(yōu)化無法滿足油田現場的具體需求。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種有桿泵舉升系統(tǒng)抽汲工藝參數確定方法及裝置，從產量、能耗、壽命三個指標考慮得到有桿泵抽汲參數，為油田現場提供最優(yōu)化的生產方案。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種有桿泵舉升系統(tǒng)抽汲工藝參數確定方法，包括：

確定油井產量的經濟效益函數；

確定有桿泵舉升系統(tǒng)能耗的經濟效益函數；

確定抽油桿壽命的經濟效益函數；

以產量的經濟效益函數、能耗的經濟效益函數和壽命的經濟效益函數為目標函數，以抽汲工藝參數為決策變量，建立有桿泵舉升系統(tǒng)的經濟效益目標函數；其中，所述抽汲工藝參數包括沖程S、沖次N、泵徑D_P、下泵深度L_P；

確定所述經濟效益目標函數取得最大值時的抽汲工藝參數的取值。

可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述油井產量的經濟效益函數為：

F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil

其中，Q為油井產量；P_Oil為原油價格；油井產量Q的計算方法分為兩種情況：

若油井需在給定產量下工作，則上式中產量值按配產任務指定；若油井.不限定產量，則在一定的設備條件下，油井產量Q值需按井下抽油泵的實際排量計算：

Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V