有杆抽油系统效率和平衡分析研究

摘要

在国内外的机械采油方式中，有杆抽油是一直占绝对主导地位的人工举升方式，但有杆抽油机也存在很多缺点，能耗高，效率低等。如我国油田在用的常规型游梁式抽油机系统，其系统效率仅有16％～23％。有杆抽油系统的节能问题已成为国内外研究者关注的热点和重点.因此，研究有杆抽油系统效率具有非常重要的经济效益和社会意义。
　　本文在对有杆抽油系统各部分效率的数学模型分析研究的基础上，给出了有杆抽油系统的效率分析模型;针对有杆抽油系统的结构特点和能耗大的问题，按照可独立进行节能改造或实施节能措施的原则，把有杆抽油系统的系统总效率分解为各单元的分效率。根据抽油机平衡判断原则，设计功率法平衡判别方法，确定抽油机平衡度合理区间。采用matlab仿真分析在载荷变化和载荷不变情况下游梁式抽油机的平衡度与四连杆机构的传动效率之间关系，指出游梁式抽油机平衡度调节的重要性。对有杆抽油系统效率影响因素进行分析:主要分析了有杆抽油系统在举升过程中的:平衡度、沉没度、抽汲参数等影响因素。通过分析各个要素影响有杆抽油系统机理和现场实验数据仿真，判断有杆抽油系统效率对平衡度、沉没度和抽油机参数变化的敏感性，为有杆抽油系统效率优化提供理论依据。在考虑公式计算系统效率的同时，建立了定性与定量相结合的抽油机井系统效率综合评价体系，实现了单个因素的评估与对比，由此可直接发现抽油机井系统效率存在的问题。依据数学模型，编制了“有杆抽油系统效率评价软件”，检验了该模型可行性，为数字化抽油机系统效率评价系统开发提供了方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究目的及意义

1．2 国内外有杆抽油发展现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 数字化抽油机存在的问题

1．4 数字化抽油机的发展趋势

1．5 主要研究内容

1．6 题目来源

第二章 有杆抽油系统效率计算

2．1 系统效率

2．1．1 系统效率定义

2．1．2 油井实际产液量计算

2．1．3 抽油机井的有效功率

2．1．4 系统效率的计算

2．2 地面系统效率计算

2．2．1 电机系统效率计算

2．2．2 传动系统效率计算

2．2．3 四连杆机构运行效率计算

2．3 井下系统效率计算

2．3．1 杆柱传动效率计算

2．3．2 泵效计算

2．3．3 油管效率计算

2．4 本章小结

第三章 平衡设计计算

3．1 抽油机平衡技术现状

3．1．1 机械平衡技术

3．1．2 电子平衡技术

3．1．3 平衡测试技术

3．2 理论分析和仿真模型建立

3．2．1 理论分析

3．2．2 数学模型的建立

3．3 游梁式抽油机的平衡度设计

3．3．1 抽油机的平衡机理

3．3．2 平衡判别方法

3．3．3 合理范围选择

3．4 平衡计算方法

3．4．1 新安装平衡块的计算

3．4．2 运行中平衡块调整量的计算

3．5 本章小结

第四章 有杆抽油系统效率影响因素分析

4．1 平衡度与系统效率影响

4．1．1 工况不变情况平衡度对系统效率影响

4．1．2 工况变化情况平衡度对系统效率影响

4．1．3 平衡调节效果分析

4．2 沉没度对有杆抽油井系统效率影响

4．2．1 动液面测量技术

4．2．2 沉没度对效率的影响

4．2．3 沉没度对油井产量的影响

4．2．4 沉没度对抽油杆寿命的影响

4．3 抽汲参数对有杆抽油系统效率影响

4．3．1 冲次对地面效率影响

4．3．2 冲次对井下效率的影响

4．3．3 冲次对有杆抽油系统寿命影响

4．4 其他因素对有杆抽油系统效率影响

4．4．1 泵径对系统效率影响

4．4．2 冲程参数对系统效率影响

4．4．3 润滑和皮带张紧对效率影响

4．5 本章小结

第五章 有杆抽油系统效率综合分析与评价

5．1 综合评价方法

5．2 有杆抽油系统效率实时评价

5．2．1 软件结构设计

5．2．2 软件运行流程和主要功能界

5．2．3 有杆抽油系统效率分层优化

5．3 多目标综合评价有杆抽油系统

5．3．1 问题分析

5．3．2 模型建立

5．3．3 算例

5．4 本章小结

第六章 结束语

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文