[發明專利]一種抽油機井運行平衡的調整方法

有效

• 申請號: 201410783240.3
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104533349A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 金凱;金奇峰;鄒文江;劉春榮;尹志國;李德榮;王偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱斯特凱峰電子有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種抽油機井運行平衡的調整方法，其特征在于，所述方法的實現過程為：

步驟一、在抽油機正常工作過程中高速實時采集抽油機井的電參數，測量電機輸入端電參數：電流、電壓、有功功率，數據采集速度大于或等于20次/秒，同時，確定抽油機曲柄運行至對應抽油機井口懸點上死點的時刻以及下死點的時刻；

步驟二、完成步驟一后，周期性分解處理抽油機井上、下沖程電參數有功功率，分別獲得連續多個沖次的上沖程有功功率平均值與下沖程有功功率平均值以及上下沖程凈扭矩疊加值P_上下；

P_上下為累加平均值，是根據正常運行狀態下測量獲得的連續多個沖次的上沖程凈扭矩P_上、下沖程凈扭矩P_下周期性疊加后獲得；

步驟三、根據上下沖程凈扭矩疊加值P_上下獲得抽油機井的環空動液面HY；

步驟四、通過步驟二獲得的上沖程有功功率平均值與下沖程有功功率平均值判斷平衡塊是否需要移動調整及調整平衡塊的移動方向；

步驟五、根據步驟四的判斷，如需要調整，則確定抽油機平衡塊調整移動量，再根據確定的抽油機平衡塊調整移動量來調整抽油機的平衡塊，從而實現抽油機的平衡調整。

2.根據權利要求1所述的一種抽油機井運行平衡的調整方法，其特征在于，在步驟三中，獲得環空動液面HY的具體過程為：

在線連續實時進行環空動液面測量，環空動液面值為油管外徑與套管內徑之間采油液面距地面的距離，含加速度影響動液面HY_加的表達式為：

上式中：Y表示在沖次為N時抽油機井電機輸入端至井口懸點的機械傳動效率，稱作扭矩因數或扭矩因子，F_p表示抽油機井的抽油柱塞的截面面積；

考慮實測數據動液面加速度影響，求得消除加速度影響的環空動液面HY如下：

HY＝HY_加/(1+a)，式中a為井口懸點加速度。

3.根據權利要求2所述的一種抽油機井運行平衡的調整方法，其特征在于，在步驟四中，判斷平衡塊是否需要移動調整及調整平衡的移動方向的過程如下：

平衡率定義：或

η_PA——單井平衡率，％；當η_PA≤80％時，則需要實施平衡調整，如果平衡塊向外移以增大平衡塊作用半徑，如果平衡塊向里移以減小平衡塊作用半徑；當η_PA>80％時，不需要實施平衡調整，維持現狀，給出目前的平衡率數據。

4.根據權利要求3所述的一種抽油機井運行平衡的調整方法，其特征在于，在步驟五中，確定抽油機平衡塊調整移動量的過程如下：

△R＝(HY-HY_前)×△R2/HH，????(1)

式(1)中：針對具體抽油機井參量有記憶調取功能，HY_前為不需要調平衡時環空動液面值；HY為需要調平衡時實測環空動液面值；HH為泵卦，即井下下泵距地面的距離；△R2為抽油機平衡塊調整量最大移動量；式(1)為用動液面變化量建立平衡塊移動調整量模型；

或利用式(2)確定抽油機平衡塊調整移動量△R，即將式(1)中所述動液面值利用相應輸入端有功功率替代，進行平衡塊調整移動量△R計算；

△R＝(P_上下功HY-P_上下功前)×△R?2/P_上下功HH；????(2)

式(2)中：P_上下功HY表示與HY對應輸入端上下沖程有功功率疊加值，

P_上下功前表示與HY_前對應輸入端上下沖程有功功率疊加值，

P_上下功HH表示與HH對應輸入端上下沖程有功功率疊加值；

或將式(1)中所述動液面值利用凈扭矩疊加值P_上下替代，從而確定抽油機平衡塊調整移動量△R；

在現場平衡塊當前位置基礎上加或減△R進行調整平衡塊，現場測試后即可進行抽油機的平衡調整。