[发明专利]一种采油机节能装置及油井动液面模型估计方法

权利要求书

1.一种油井动液面模型估计方法，其特征在于，对于恢复模型，当采油机停机等待液面恢复时，确定采油机关机后油井动液面恢复高度H_s(t)的动液面恢复模型；对于下降模型，当采油机工作时，确定采油机开机生产后动液面高度H_L(t)的动液面下降模型；根据停歇时间t₁与工作时间τ₁建立动液面恢复与下降模型参数估计关系，根据拟牛顿法求解最优化问题得到动液面恢复与下降模型参数，进而完成油井动液面模型建模工作，计算得到动液面恢复和下降目标高度为稳定高度的95％后采油机的最优停歇时间t_op与工作时间τ_op；

在动液面高度处于临界出油液面H₀、流量传感器无信号的情况下，首先使采油机停歇t₁时间，根据简化后的动液面恢复模型动液面高度恢复至H₁，然后开启采油机，工作直至流量传感器无信号，动液面高度再次下降至临界油液面，记工作时间为τ₁，将停歇时间t₁与工作时间τ₁记录为一组数据，选取不同的停歇时间t₂,…t_n，记录对应工作时间τ₂,…τ_n，建立停歇时间后的动液面恢复高度与采油机工作时初始动液面高度的等式，定义目标函数F(a₁,a₂,b₁,b₂,c₁,c₂)并求解最小化，完成油井动液面模型建模工作，动液面恢复和下降目标高度为稳定高度的95％后采油机最优停歇时间t_op与工作时间τ_op计算如下：

2.根据权利要求1所述的一种油井动液面模型估计方法，其特征在于，恢复模型中，令根据井底流压的变化dP_wf计算采油机关机后油井动液面恢复高度H_s(t)如下：

其中，H_Sb为采油机关机后油井动液面达到平衡后不再升高的高度，H_Lb为油机开机生产后动液面达到平衡后高度，D_L为井筒条件下液体的平均密度，g为重力加速度，J_o为采油指数，A为管柱的环空截面，f_o为关井前的含油率，_t为关机时间。

3.根据权利要求2所述的一种油井动液面模型估计方法，其特征在于，井底流压的变化dP_wf计算如下：

其中，dv为在dt时间内流入管柱中的流体体积，dH_S为油井关井后液面升高的高度。

4.根据权利要求1所述的一种油井动液面模型估计方法，其特征在于，下降模型中，令采油机开机生产后动液面高度H_L(t)的动液面下降模型如下：

其中，H_Sb为油机关机后油井动液面达到平衡后不再升高的高度，B_o为井筒条件下油的体积系数，Q_u为地面平均产量，J_L为采液指数，D_L为井筒条件下液体的平均密度，g为重力加速度，_t为开机时间，A为管柱的环空截面。

5.根据权利要求4所述的一种油井动液面模型估计方法，其特征在于，设油井从开始生产到平衡时，其地面平均产量为Q_u，地层平均产量为Q_d，井筒条件下油的体积系数为B_o，整理得dt如下：

其中，dH_L为油井关井后液面升高的高度。