[发明专利]稠油输送螺杆泵模拟测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体地说，涉及一种稠油输送螺杆泵模拟测试方法及系统。

背景技术

目前，国内外各个油田稠油物性各异，输送主要以螺杆泵为主。为测试螺杆泵在输送特定稠油中的输送性能，采用的实验方法主要有以下两类：

一是由螺杆泵生产厂家完成测试。目前，在较大型螺杆泵生产厂家都建有螺杆泵性能实验台，可以完成螺杆泵结构、材料特性、输送特性等方面的性能测试。但是由于实验成本及设备限制，厂家实验输送介质主要采用清水和普通机械油，无法对螺杆泵在不同稠油输送中的特性进行测试，导致螺杆泵在油田应用中设备故障率高、效率低，检泵周期短，输送稠油成本上升，经济效益下降等。

二是在油田现场完成测试。为提高螺杆泵在稠油输送中的输送效率，少数油田投入巨资在油田现场特定采油井上建设专门实验装置对螺杆泵性能进行测试，主要包括螺杆泵输送效率、螺杆泵节能效果等。由于油田现场实验所采用的输送介质为特定稠油，能够在一定程度上较为真实地测试螺杆泵的输送特性，为螺杆泵选型、应用、维护、维修提供有力的指导。但是各油田稠油物性各异，甚至同一油田不同区块、不同采油井稠油物性差异较大，因此实验结果只能反映螺杆泵在油田局部稠油输送中的输送特性，具有很大的局限性。

另外，传统的稠油输送螺杆泵性能测试还存在的以下问题：

(1)实验设备建设成本昂贵。厂家很难建立较为全面的螺杆泵性能测试系统。

(2)实验成本高。要达到全面测试效果，需从不同油田、同一油田的不同区块调运不同物性的稠油进行实验。

(3)实验周期长，造成实验作业费用过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提出一种稠油输送螺杆泵模拟测试方法及系统，用以实现对稠油输送工程的稠油输送螺杆泵性能进行脱离实物测试和管理。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种稠油输送螺杆泵模拟测试方法，包括：

输入步骤，接收输入的实验参数和实验数据，所述实验参数包括实验类型号、电机号、变频控制类型号、稠油物性号以及螺杆泵号；

工作模型建立步骤，根据所述实验参数，建立虚拟电机模型和电机变频控制运行模型，获取稠油集输运行环境参数，建立螺杆泵工作效率计算模型；

运行环境建立步骤，根据所述虚拟电机模型、电机变频控制运行模型、稠油集输运行环境参数以及螺杆泵工作效率计算模型，建立稠油输送螺杆泵虚拟运行环境；

输出步骤，在所述螺杆泵虚拟运行环境下运行所述实验数据，输出实验结果。

进一步的，所述工作模型建立步骤包括：

虚拟电机模型建立步骤，根据所述电机号，从电机运行特征库中调取电机特征参数和电机特征曲线，建立虚拟电机模型；

电机变频控制运行模型建立步骤，根据所述变频控制类型号，从变频控制特征库中调取变频控制特征参数和变频控制特征曲线，结合所述变频控制特征参数、变频控制特征曲线和所述虚拟电机模型建立电机变频控制运行模型；

稠油集输运行环境参数获取步骤，根据所述稠油物性号，从稠油物性特征库中调取稠油物性特征参数和稠油物性特征曲线，获取稠油集输运行环境参数；

螺杆泵工作效率计算模型建立步骤，根据所述螺杆泵号，从螺杆泵运行特征库中调取螺杆泵特征参数和螺杆泵特征曲线，结合所述螺杆泵特征参数、螺杆泵特征曲线、所述电机特征参数、电机特征曲线以及所述稠油集输运行环境参数，建立螺杆泵工作效率计算模型。

进一步的，所述虚拟电机模型建立步骤包括：

根据所述电机号，从电机运行特征库中调取电机型号、电机功率、电机额定功率、功率因素、额定电压、额定转速以及转矩-转速曲线、效率-负载率曲线、效率-功率因素曲线；

根据调取的电机特征参数和电机特征曲线，结合电机效率计算公式，建立电机在一定工况条件下电机输入功率和输出功率计算模型，即虚拟电机模型。

进一步的，所述电机变频控制运行模型建立步骤包括：

根据所述变频控制类型号，从变频控制特征库中调取变频器型号、变频器功率、变频器额定功率以及频率-电机转速曲线；

根据调取的变频控制特征参数和变频控制特征曲线，建立电机效率与变频器输出电量频率计算模型，即电机变频控制运行模型。

进一步的，所述稠油集输运行环境参数获取步骤包括：

根据所述稠油物性号，从稠油物性特征库中调取输送压力、输送流量、密度、粘度、含水率以及粘度-温度曲线、粘度-含水率曲线、粘度-密度曲线；