[發明專利]一種地面驅動螺桿泵井動液面實時獲取方法

有效

• 申請號: 201711237859.4
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107939378B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳德春;李奇;肖良飛;孟紅霞;呂飛;張瑞超;姚亞;張舒心
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047;E21B47/008
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 沙莎

1.一種地面驅動螺桿泵井動液面實時獲取方法，其特征在于，所述獲取方法包括：

獲取油井數據，采集地面驅動螺桿泵井電機輸入有功功率及相關油井參數；

獲取光桿扭矩M_r，所述光桿扭矩是由地面驅動螺桿泵井電機通過減速傳動設備傳遞動力所得；

獲取井下螺桿泵舉升流體所需的扭矩M₁；

獲取泵排出口壓力p_out；

根據式1)獲取油井動液面值，所述式1)為：

式1)中，h_f為油井動液面，m；h_pump為下泵深度，m；P_N為地面驅動螺桿泵井電機額定功率，kW；P_m為地面驅動螺桿泵井電機輸入的有功功率，kW；n₀為空載狀態下的地面驅動螺桿泵井電機轉速，r/min；n_N為空載狀態下的地面驅動螺桿泵井電機額定轉速，r/min；ρ_l為舉升流體的平均密度，g/cm³；M_r為光桿扭矩，N.m；Q_t為油井日產液量，t/d；i_g為減速箱的傳動比，無因次；i_b為皮帶傳動比，當不存在皮帶傳動時，默認皮帶傳動比為1，無因次；p_gf動液面處的環空壓力，MPa；ρ_o為原油密度，g/cm³；；g為重力加速度，g＝9.8m/s²。

2.根據權利要求1所述的一種地面驅動螺桿泵井動液面實時獲取方法，其特征在于，所述獲取光桿扭矩M_r包括：

利用式2)獲取光桿扭矩M_r，所述式2)為：

式2)中，M_r為光桿扭矩，N.m；P_m為電機輸入的有功功率，kW；P_N為電機額定功率，kW；η_m為電機效率，小數；η_g為減速箱傳動效率，小數；η_b為皮帶傳動效率，當不存在皮帶傳動時，默認皮帶傳動效率為1，小數；i_g為減速箱的傳動比，無因次；i_b為皮帶傳動比，當不存在皮帶傳動時，默認皮帶傳動比為1，無因次；n₀為空載狀態下的電機轉速，r/min；n_N為電機額定轉速，r/min。

3.根據權利要求2所述的一種地面驅動螺桿泵井動液面實時獲取方法，其特征在于，所述式2)的確定方式為：

利用式3)獲取光桿功率P_r，所述式3)為

P_r＝P_m·η_m·η_g·η_b 式3)；

式3)中，P_r為地面驅動螺桿泵井的光桿功率，kW；P_m為電機輸入的有功功率，kW；η_m為電機效率，小數；η_g為減速箱傳動效率，小數；η_b為皮帶傳動效率當不存在皮帶傳動時，默認皮帶傳動效率為1，小數；

利用式4)、式5)及式6)，再綜合式3)即可確定式2)，所述式4)、式5)及式6)分別為：

式4)、式5)及式6)中，M_r為光桿扭矩，N.m；n_r為光桿轉速，r/min；i_g為減速箱的傳動比，無因次；i_b為皮帶傳動比當不存在皮帶傳動時，默認皮帶傳動比為1，無因次；n_m為電機輸出軸轉速，r/min；P_N為電機額定功率，kW；n₀為空載狀態下的電機轉速，r/min；n_N為電機額定轉速，r/min。