[發明專利]抽油桿的設計方法及設計裝置

有效

• 申請號: 201810615903.9
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108875201B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 吳延強;王瑞河;黃瑞;帥松青;史亞會;閔春佳
• 申請（專利權）人: 昆侖數智科技有限責任公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 江崇玉

本發明公開了一種用于抽油桿的設計方法，屬于石油技術領域。該抽油桿包括由下至上的N級桿柱，該設計方法包括：從待選桿柱庫中選擇一種桿柱作為第1級桿柱，第1級桿柱為N級桿柱中位于最下方的桿柱；根據待選桿柱庫中各種桿柱的優先級，按照從下至上的方式依次選擇第n級桿柱，第n級桿柱的優先級大于第n?1級桿柱的優先級，桿柱的優先級根據桿柱的桿柱參數確定，桿柱參數包括許用應力、桿徑和許用系數，許用系數用于表示桿柱的新舊程度，許用應力與桿柱的材質對應，新桿柱的許用系數大于非新桿的許用系數；其中，n和N均為正整數，且2≤n≤N。本發明提高了抽油桿的設計效率。

技術領域

本發明屬于石油技術領域，特別涉及一種抽油桿的設計方法及設計裝置。

背景技術

抽油桿是抽油機中的重要部件，其兩端分別連接光桿和柱塞泵，以起到傳遞動力的作用。

抽油桿包括多級同軸連接在一起的桿柱。現在在設計抽油桿時，如果各級桿柱均使用材質相同的新桿，那么通常先設計第一級桿柱(位于油井底端，與柱塞泵連接)，使得第一級桿柱的許用應力滿足需求，然后再往上設計第二級桿柱，為了第二級桿柱也能滿足許用應力，那么在各級桿柱采用相同材質的情況下，第二級桿柱的桿徑只需大于第一級桿柱即可，依次類推，設計完后續各級桿柱，直至抽油桿的長度滿足需求。這種方法設計出的抽油桿，雖然每一級桿柱均可以滿足許用應力的需求，但是由于限制了每一級桿柱均為的材質相同的新桿，所以在設計桿柱時，無法采用翻新桿或者其他材質的桿柱，導致設計方案受到嚴重的限制，且成本較高。

為了避免桿柱的設計被材質所限制，現在通常先設計出滿足許用應力需求的第一級桿柱，然后再根據設計者的經驗設計桿柱的材質和桿徑，并根據選擇的桿柱材質和桿徑計算出該桿柱是否滿足許用應力需求，如果不符合，則需要重新設計，直至設計出滿足許用應力需求的下一級桿柱。然而，上述設計方法雖然擺脫了桿柱材質的限制，但是設計者在設計桿柱時，往往需要結合桿柱的材質和桿徑，多次驗證試算設計出的桿柱是否能夠滿足許用應力需求，導致效率非常低下。

發明內容

本發明實施例提供了一種抽油桿的設計方法及設計裝置，能夠提高抽油桿的設計效率。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種抽油桿的設計方法，所述抽油桿包括由下至上的N級桿柱，所述設計方法包括：

從待選桿柱庫中選擇一種桿柱作為第1級桿柱，所述第1級桿柱為所述N級桿柱中位于最下方的桿柱；

根據所述待選桿柱庫中各種桿柱的優先級，按照從下至上的方式依次選擇第n級桿柱，所述第n級桿柱的優先級大于第n-1級桿柱的優先級，所述桿柱的優先級根據所述桿柱的桿柱參數確定，所述桿柱參數包括許用應力、桿徑和許用系數，所述許用系數用于表示桿柱的新舊程度，所述許用應力與桿柱的材質對應，新桿柱的許用系數大于非新桿的許用系數；

其中，n和N均為正整數，且2≤n≤N。

進一步地，所述桿柱的優先級采用以下公式確定：

其中，pri_i為所述待選桿柱庫中的第i種桿柱的優先級，ε_i為第i種桿柱的校正系數，ε_i為設定值，f_i為第i種桿柱的許用系數，d_i為第i種桿柱的桿徑，σ_i為第i種桿柱的許用應力。

進一步地，當所述待選桿柱為玻璃桿柱時，所述校正系數根據所述第n級桿柱所處的泵深確定；當所述待選桿柱為加重桿時，所述校正系數小于1。

進一步地，所述設計方法還包括：

分別計算所述N級桿柱的桿長；

當所述N級桿柱的桿長之和大于泵深時，減小最后一級桿柱的長度，使得所述N級桿柱的桿長之和等于泵深，所述最后一級桿柱為所述N級桿柱中位于最上方的桿柱；