[发明专利]一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及油田有杆泵采油领域，特别涉及一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置，该方法及装置采用产量、能耗、寿命三者协调的有杆泵抽汲参数。

背景技术

目前，我国斜井绝大多数采用有杆泵举升系统进行抽油作业。有杆泵举升系统具有操作方便、综合成本低的特点，但由于井下环境的复杂性及部分设备运动的不可见性，准确地分析并优化系统工作过程较为困难。为保证油井在安全高效的状态下工作，有杆泵举升系统要具有适当的产能、较低的能耗以及足够长的寿命。然而不同的抽汲参数（冲程、冲次、泵径、下泵深度）会带来不同的产量、能耗、寿命，比如冲程、冲次较小可以保证杆柱在井下长时间可靠使用，但油井产量太低；冲次太大则会导致杆柱磨损剧烈寿命过低、检泵周期缩短；不合适的抽汲参数则易造成设备低效率运行。如何平衡抽汲参数对各方面造成的影响，是一项较为复杂的工作。

目前国内进行有杆泵举升系统生产方案制定时，通常以系统的能耗效率为目标函数优化，例如，公开号为1245243的中国发明专利申请，以采油损失功率最低原则选择有杆泵工作参数，但系统效率最高对油田来说并不代表效益最大化，提高了能量使用率的同时却没有考虑到对总体经济效益的影响；国外则主要是以满足产量需求来选择抽汲参数。单方面地考虑某一指标最优化无法满足油田现场的具体需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置，从产量、能耗、寿命三个指标考虑得到有杆泵抽汲参数，为油田现场提供最优化的生产方案。

为实现上述目的，本发明提供了一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法，包括：

确定油井产量的经济效益函数；

确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；

确定抽油杆寿命的经济效益函数；

以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；

确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。

可选的，在本发明一实施例中，所述油井产量的经济效益函数为：

F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil

其中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；油井产量Q的计算方法分为两种情况：

若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：

Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V