[發明專利]一種電功圖與示功圖整合的抽油機井工況診斷方法

在審

• 申請號: 201710124723.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106837301A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王增林;陳軍;王欣輝;陳德春;謝文獻;高國強;李永強;常峰;張瑞超;王錦程;徐加軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勝利采油廠
• 主分類號: E21B47/008
• 分類號: E21B47/008;E21B47/009
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 羅文遠

技術領域

本發明涉及一種抽油機井工況診斷方法，特別涉及一種電功圖與示功圖整合的抽油機井工況診斷方法。

背景技術

在油田抽油機生產中，示功圖診斷方法雖然簡捷、可靠、直觀、迅速，但仍有一定的局限性：(1) 根據示功圖只能分析出井下工況，無法判別地面抽油機設備的工況，如：抽油機的平衡、減速箱故障等問題；(2) 對少數特殊油井，無法進行示功圖測取，則需要其他更便捷的工況診斷手段；(3) 示功圖測量設備購買及維護成本較高，影響效益。

電功圖具備測取方便，安裝及維護成本低，分辨率高，信息反應全面，既能反應井下情況，也能反應地面情況，且能夠長期連續測量等諸多優點，能較好的彌補示功圖診斷方法中存在的不足。

電功圖在原油生產開發過程中可以用于推算示功圖、檢測及調整抽油機平衡及其設備、診斷油井工況等，但沒有得到充分的普及與利用。

目前，抽油機井工況診斷方面，示功圖和電功圖初步實現了圖形的采集、監測和遠傳，但是目前國內外各個油田缺乏系統整合的技術平臺，還不能為實時智能分析與評價提供連續、準確數據源以及相關的計算與診斷模型，尚不能代替人工測試診斷油井工況做法，實現油井生產工況分析的實時、智能化，并且診斷方法單一，應用具有一定的局限性。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種電功圖與示功圖整合的抽油機井工況診斷方法，該方法既能診斷油井井下工況，也能診斷地面設備工況，提高工況診斷效果，擴大工況診斷范圍；在現場資料缺乏時可起到補充完備的作用；各個診斷方法在理論上相通，也可起到相互診斷、校核檢驗的目的。

本發明提到的一種電功圖與示功圖整合的抽油機井工況診斷方法，包括以下步驟：

1）實時自動采集電功圖與示功圖數據，并存儲；

2）示功圖工況診斷方面，可直接進行光桿示功圖診斷；若光桿示功圖波動較大，可利用一維帶阻尼波動方程求解井下泵功圖，進行井下泵功圖診斷；

3）電功圖工況診斷方面，可利用電功圖與示功圖相互轉化模型，將電功圖轉化為光桿示功圖進行示功圖診斷，實現電功圖的間接診斷；建立電功圖工況診斷模型，實現電功圖直接工況診斷；

4）若現場示功圖采集困難，只有電功圖數據時，可利用電功圖與示功圖相互轉化模型，將電功圖轉化為光桿示功圖進行示功圖工況診斷；

5）若現場同時具有示功圖和電功圖數據時，可利用示功圖診斷井下工況，電功圖診斷地面工況、輔助診斷井下工況；

6）工況診斷結果以示功圖診斷為主，電功圖診斷為輔。

優選的，上述的電功圖診斷模型與示功圖診斷模型的建立，其模型如下：

1）基于電功圖的工況診斷方法：在充分考慮懸點實際運動規律、抽油機結構慣性和摩擦等因素的基礎上，建立了不同抽油機井的光桿示功圖與電機電功圖相互轉化模型、不同油井工況下的典型電功圖特征圖譜以及基于特征值的電功圖工況診斷模型；

2）基于示功圖的工況診斷方法：基于一維帶阻尼波動方程，建立了抽油機井光桿示功圖計算井下泵功圖的轉化模型，并建立了供液不足、氣體影響、桿斷、油管漏失的典型工況泵功圖特征庫和矢量法及示功圖特征識別法相結合的泵功圖診斷模型。

優選的，上述的不同抽油機井為常規游梁式抽油機井或皮帶式抽油機井。

優選的，本發明提到的電功圖與示功圖整合的抽油機井工況診斷方法，包括以下具體步驟：

1）電功圖與示功圖采集步驟：建立抽油機井電參數與示功圖采集系統，實時采集電流、電壓、有功功率、無功功率等電參數與光桿示功圖，將實時采集的大量數據存儲在專用數據庫內；

2）基于示功圖的工況診斷方法：基于一維帶阻尼波動方程，建立了抽油機井光桿示功圖計算井下泵功圖的轉化模型，并建立了供液不足、氣體影響、桿斷、油管漏失的多種典型工況泵功圖特征庫和矢量法及示功圖特征識別法相結合的泵功圖診斷模型；

3）基于電功圖的工況診斷方法：在充分考慮懸點實際運動規律、抽油機結構慣性和摩擦等因素的基礎上，建立了不同抽油機井的光桿示功圖與電機電功圖相互轉化模型、不同油井工況下的典型電功圖特征圖譜以及基于特征值的電功圖工況診斷模型；

4）示功圖轉化電功圖數學模型：示功圖轉化電功圖核心計算部分主要包括曲柄實際角速度計算和功率載荷轉化計算兩大模塊；