[發明專利]一種定向井桿管偏磨自動判識方法

在審

• 申請號: 201911129414.3
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN111005712A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 辛宏;劉漢斌;趙春;牛彩云;石海霞;樊松;郭靖;韓二濤;梁毅;雷宇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/009
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種定向井桿管偏磨自動判識方法，包括：1)在井口懸繩器上及游梁下方分別安裝載荷傳感器和位移傳感器，對抽油桿的載荷和位移進行測量；2)將測量到的抽油桿的載荷、位移信號傳至井組控制箱內的控制終端RTU，控制終端RTU將載荷、位移信號通過井組天線以波的形式傳至主站中心的接收天線；3)主站中心的無線服務器將接收天線接收到的載荷、位移信號轉換為數字信號并傳至站內計算機；4)通過站內計算機安裝的桿管偏磨自動判識軟件，判斷桿管是否發生偏磨，對偏磨嚴重井進行提示報警。本發明方法簡單易行，通過實時采集的油井示功圖數據，能夠準確判斷井下桿管是否發生偏磨，并找到偏磨發生的原因；提高了油井精細化管理水平。

技術領域

本發明屬于油田采油技術領域，具體涉及一種定向井桿管偏磨自動判識方法。

背景技術

長慶油田采用叢式定向井組開發，井眼軌跡復雜、偏磨問題突出。修井作業頻次及作業費用一直居高不下。其中，管桿偏磨導致的維護作業量占比達31.6％，近5年增長了6.5個百分點，問題日益突出，已成為影響叢式定向井組效益開發的關鍵。

目前判斷井下油管與抽油桿之間是否發生偏磨最直接的方法，就是通過檢泵作業，起出井下管柱后，觀察抽油桿及油管表面，是否存在劃痕、磨穿、斷裂、變形等情況發生，由此判斷桿管在井下是否存在偏磨，通過結果認定原因，這種方法費時費力，工程量大難以實施。

間接的方法可通過定向井優化設計軟件，預測在已知井眼軌跡、油井動靜態數據和桿柱組合等條件下運行，桿柱是否存在偏磨，屬于根據已有條件對井下情況的預判，與實際情況有可能存在出入，而且，對于新投產井，應用優化設計軟件，對井下桿管進行優化增加扶正防磨工具后，有的油井仍然發生偏磨現象，說明預測與實際情況不符，難以準確預測是否發生偏磨。

發明內容

本發明的目的在于提供一種定向井桿管偏磨自動判識方法以解決現有技術中，判斷井下油管與抽油桿之間是否發生摩擦困難，判斷結果不準確的問題。

一種定向井桿管偏磨自動判識方法，包括以下步驟：

1)在井口懸繩器上及游梁下方分別安裝載荷傳感器和位移傳感器，對抽油桿的載荷和位移進行測量；

2)將測量到的抽油桿的載荷、位移信號傳至井組控制箱內的控制終端RTU，控制終端RTU將載荷、位移信號通過井組天線以波的形式傳至主站中心的接收天線；

3)主站中心的無線服務器將接收天線接收到的載荷、位移信號轉換為數字信號并傳至站內計算機；

4)通過站內計算機安裝的桿管偏磨自動判識軟件，判斷桿管是否發生偏磨，對偏磨嚴重井進行提示報警。

進一步的，步驟4)中，自動判識軟件判斷方法為：

利用抽油桿的載荷、位移與時間的變化規律得到光桿示功圖；建立上、下沖程桿管摩擦力計算數學模型，通過對上下沖程過程中桿柱受力分析，來對比計算桿管摩擦力大小；如果計算上下沖程中，桿管摩擦力為0，則抽油桿與油管無摩擦；如果桿管摩擦力大于0，則油井存在在“狗腿”或油管彎曲變形現象，抽油桿與油管有摩擦。

進一步的，如果下沖程桿管摩擦力大于0，上沖程桿管摩擦力為0，則偏磨是由于抽油桿發生失穩變形而引起。

進一步的，如果上、下沖程桿管摩擦力均大于0，則偏磨是由于“狗腿”或油管彎曲變形而引起的。

進一步的，桿管摩擦力計算模型如下：

上沖程時，懸點載荷P_上為：

P_上＝P_靜上+P_慣上+P_振+P_摩上

其中：