CN111898230B - 有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法及装置。该方法包括：根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线；根据抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；根据泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；根据余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；根据油管弹性伸缩修正参数、泵漏失修正参数及泵充满度修正参数，修正泵排量与泵压差关系曲线；利用修正后的泵排量与泵压差关系曲线，确定协调产量。本发明特性曲线可对系统进行节点分析和优化设计，考虑多种因素对效果的影响，更加符合现场实际，提供更有价值的参考。

Description

有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及油田机械采油技术领域，尤指一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法及装置。

背景技术

有杆泵井下系统可以看做是一种特殊的柱塞泵，其突出特点是在光杆与柱塞之间有一条几百到几千米的弹性杆柱，有杆泵在井下工作时受抽油杆及油管弹性变形、泵充满程度等的影响很大，使有杆泵具有不同于普通柱塞泵的工作特性。

通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为泵的性能曲线或特性曲线。实质上，泵的特性曲线是流体在泵系统内运动规律的外部表现形式，所以任何泵系统都应具有自身的特性曲线，一般可通过实测求得，如潜油电泵。目前的有杆泵井下系统设计计算方法为API RP 11L方法(以下简称API法)，但是有杆泵井下系统超长的抽油杆以及复杂的井下工作环境等特殊性，使它不能像潜油电泵那样通过在地面对整机进行实测获得工作特性曲线。使用API法分析有杆泵井下系统时，缺少对现场实际因素的考量，使得其特性曲线不准确，不能准确的指导现场作业。

发明内容

为了解决目前有杆泵井下系统分析方法存在的工作特性曲线不准确等问题，本发明实施例提供一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法，所述方法包括：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

可选的，在本发明一实施例中，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线包括：根据所述泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

可选的，在本发明一实施例中，所述利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量包括：利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

本发明实施例还提供一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置，所述装置包括：

曲线确定模块，用于根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

参数确定模块，用于根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

曲线修正模块，用于根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

协调产量模块，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

可选的，在本发明一实施例中，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述曲线确定模块包括：无因次参数单元，用于根据泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；无因次特性曲线单元，用于根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；曲线确定单元，用于利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

可选的，在本发明一实施例中，所述协调产量模块包括：流入流出曲线单元，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；协调产量单元，用于根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

本发明建立并修正的有杆泵特性曲线，有利于更好地对有杆泵井下系统进行节点分析和优化设计，修正后的特性曲线考虑了多种因素对效果的影响，更加符合现场实际，为现场进行有杆泵井的节点分析和优化设计提供更有价值的参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中API方法中的

曲线图；

图3为本发明实施例中有效冲程与泵压差关系无因次特性曲线图；

图4为本发明实施例中API方法中的

曲线图；

图5为本发明实施例中光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线图；

图6为本发明实施例中给定设备参数及抽汲参数时的有杆泵特性曲线图；

图7为本发明实施例中有杆泵特性曲线的修正图；

图8为本发明实施例中不同抽汲参数组合对应的泵排量与泵压差关系曲线图；

图9为本发明实施例中以泵吸入口为节点的流入流出曲线图；

图10为本发明实施例一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法及装置。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

API RP 11L方法是有杆抽油系统设计计算方法，它是在总结电模拟研究成果的基础上提出的，它包括无因次量表示的一系列图表和简单计算关系式。此法以后又经5次修改，并引入了波动方程分析方法，这套方法可用于有杆抽油系统的设计和预测。

如图1所示为本发明实施例一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法的流程图，图中所示方法包括：步骤S1，根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

步骤S2，根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

步骤S3，根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

步骤S4，利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

作为本发明的一个实施例，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

在本实施例中，所述根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线包括：根据所述泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

作为本发明的一个实施例，所述利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量包括：利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

在本发明一具体实施例中，API方法中包含两个无因次自变量：1)无因次冲次

冲次n与抽油杆柱固有频率n₀'之比；2)无因次抽油杆伸长量

抽油杆柱的伸长量

与光杆冲程S之比。需要注意的是，该变量中的F₀，它代表考虑沉没压力后，作用在整个活塞截面积上的液柱载荷，即上冲程中作用在活塞上、下的载荷差，等于泵上下压差ΔP与泵横截面积f_p之积。故可将该变量叫做无因次泵压差，即：

其中S为光杆冲程，K_r代表整个抽油杆柱的弹簧常数。

API方法中的两个无因次因变量有：1)

用来计算活塞冲程的无因次活塞冲程，其中S_p代表抽油泵柱塞冲程；2)

用来计算光杆功率的无因次载荷，其中F₃代表光杆功率载荷系数。

图2给出了API中的

曲线，其中横坐标是无因次冲次，纵坐标是无因次柱塞冲程，系列项为无因次泵压差，为了突出无因次柱塞冲程与无因次泵压差的关系，将该曲线族进行变形，横坐标变换为无因次泵压差，纵坐标仍为无因次柱塞冲程，无因次冲次为系列项，如图3所示为能反映有效冲程与泵压差的关系无因次特性曲线：

可以看出，随着无因次泵压差的增加，无因次柱塞冲程呈下降的趋势，即随着泵压差的增加，泵排量下降，这和电潜泵以及螺杆泵特性曲线的趋势是一致的。

图4给出了API中的

曲线，其中横坐标是无因次冲次，纵坐标是用来计算光杆功率的无因次载荷，系列项为无因次泵压差。同理，为了突出光杆功率与泵压差的关系，将该曲线族进行变形，横坐标换成无因次泵压差，纵坐标不变，无因次冲次做为系列项，如图5所示为能反映光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线：

图3、图5所示的由无因次变量组成的两组曲线，反映了有效冲程、光杆功率与泵压差的关系，进一步可以计算出井下效率与泵压差的关系，所以上述两组曲线可作为有杆抽油泵无因次特性曲线。

在本发明一具体实施例中，在已知冲程、冲次、泵径、抽油杆柱等抽汲参数和设备参数后，利用上述有杆泵无因次特性曲线就可以得到柱塞冲程、光杆功率以及与泵压差的关系，进一步可以计算得到泵排量、光杆功率、井下效率与泵压差的关系，从而得到当前参数下的有杆泵特性曲线。下面通过举例绘制有杆泵特性曲线，基本的计算参数如下：井筒垂直，下泵深度903.8m，杆柱组合为(19mm*903.8m)，油管内径0.062m，油管外径0.073m，油管锚定，泵间隙0.1mm，泵径44mm，冲程1.8m，冲次8min^-1。

图6就是给定一组设备参数及抽汲参数时的有杆泵特性曲线，其中泵压差～排量曲线、泵压差～光杆功率曲线可以直接利用图3、图5所示有杆泵无因次特性曲线以及API法中的计算公式得到，泵压差～井下效率曲线可以利用泵压差～排量曲线、泵压差～光杆功率曲线计算得到。计算公式如下：

泵的有效功率可由泵排量和泵压差计算得到：N_e＝QΔP，井下效率的计算公式如下：

式中，N_p为光杆功率，KW。

由图6中排量～泵压差曲线可以看出，随着泵压差的增加，由抽油杆的弹性伸缩引起的冲程损失增加，泵的实际排量减小，这和电潜泵以及螺杆泵特性曲线的趋势是一致的。由光杆功率～泵压差曲线可以看出，随着泵压差的增加，光杆功率增加，不过增加的幅度降低，在某些条件下还会出现泵压差增加，光杆功率下降的情况。由井下效率～泵压差曲线可以看出，除了低泵压差区效率较低外，其他区域效率较高，甚至高于90％，这与实际情况不符，产生的原因一方面与有杆泵机械效率高有关，另一方面与API方法的假设条件有关：1)不考虑泵的漏失，2)假设油管锚定，3)泵完全充满(不考虑气体影响)。

由API的假设条件可以看出，由API法得到的有杆泵特性曲线主要反映了抽油杆对整个井下系统特性的影响，没有考虑油管、柱塞泵漏失、泵充满程度的影响。如图7中的①号线代表理论排量线，②号线是仅考虑抽油杆弹性伸缩影响的Q～ΔP特性曲线。这些假设条件会带来一定的误差，应用中需要根据实际情况对API有杆泵特性曲线进行修正。

1)油管锚定的影响

如果油管没有锚定，油管的弹性伸缩会减少有杆泵的有效冲程，为了方便计算，油管未锚定引起的冲程损失e_t可用下式计算：

式中：e_t分别为油管弹性伸缩引起的冲程损失，m；L为抽油杆柱总长，m；ΔP为泵出入口压差，Pa；E为钢的弹性模量，Pa；f_i为油管壁横截面积，m²；如图7中的③号线所示，它是进一步考虑油管弹性伸缩时的Q～ΔP特性曲线。

2)泵漏失的修正

实际中，有杆泵在井下工作时，尤其在泵上下压差比较大时，泵柱塞与衬套之间会出现一些漏失，泵漏失量可用下式计算：

式中：q_loss为柱塞衬套之间的漏失量，m³/s；D为泵径，m；ε为柱塞的偏心率；h为泵间隙，m；ν流体的运动粘度，m²/s；ρ流体的密度，kg/m³；l柱塞的长度，m；U为柱塞的平均速度，m/s。由上式可以看出，泵的漏失量与泵压差成正比，泵压差越大，漏失量越大。如图7中的④号线所示，它是进一步考虑泵漏失时的Q～ΔP特性曲线。

3)气体影响的修正

当泵吸入口压力低于泡点压力，气体会进入泵内，泵不能充满。当只研究抽油杆、油管、抽油泵组成的井下设备系统的特性时，可假设泵是充满的。在应用特性曲线进行节点分析和优化设计时，可采用电潜泵井的方法，需要对气体对有杆泵特性曲线的影响进行修正。修正的方法可通过计算泵充满程度η_c的方法来实现，泵充满程度η_c可表示为：

式中：K为余隙比；R为泵内气液比。如图7中的⑤号线所示，它是进一步考虑泵充满程度时的Q～ΔP特性曲线。

图8给出了不同冲程冲次泵径组合对应的Q～ΔP曲线。图8中3*4*44代表抽汲参数组合为：冲程3m，冲次4min-1，泵径44mm。

在本发明一具体实施例中，以华北油田某井节点分析为例，介绍该特性曲线的应用。求解节点可以放在井底、泵吸入口、泵排出口等位置。节点分析时，选用Vogel方法描述流体在油层中的渗流规律，用Beggs-Brill相关式描述多相流体在井筒中的流动规律，用上述特性曲线来描述有杆泵井下设备系统的工作特性。

如以泵入口为节点，计算步骤为：首先给定一系列产量Q，然后从系统两端开始，分别计算不同产量下泵入口节点对应的流入压力和流出压力，其中流入压力的计算公式如下：

P_inflow＝P_wf(Q)－ΔP_dnow(Q)

式中：P_inflow代表流入压力，P_wf(Q)代表不同产量下的井底流压，ΔP_dnow(Q)代表泵下井筒内压降，需要通过井管多相管流压降模型计算得到。

流出压力计算如下：

P_outflow＝P_wh+ΔP_up(Q)－ΔP_pump(Q)

式中：P_outflow代表流出压力，P_wh代表井口压力，ΔP_up(Q)代表井口到泵出口油管内压降。ΔP_pump(Q)代表泵提供的压差，通过特性曲线计算得到。

图9给出几组抽汲参数条件下泵入口节点的流入流出曲线，利用流入流出曲线的交点可以得到当前生产条件下的协调产量。

综上，本发明中的有杆泵特性曲线便于对有杆抽油系统进行节点分析和优化设计。对于实际生产有着重要的现实意义。

本发明有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法建立并修正的有杆泵特性曲线，有利于更好地对有杆泵井下系统进行节点分析和优化设计，修正后的特性曲线考虑了多种因素对效果的影响，更加符合现场实际，为现场进行有杆泵井的节点分析和优化设计提供更有价值的参考。

如图10所示为本发明实施例一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置的结构示意图，图中所示装置包括：曲线确定模块10，用于根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

参数确定模块20，用于根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

曲线修正模块30，用于根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

协调产量模块40，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

作为本发明的一个实施例，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

在本实施例中，所述曲线确定模块包括：无因次参数单元，用于根据泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；无因次特性曲线单元，用于根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；曲线确定单元，用于利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

作为本发明的一个实施例，所述协调产量模块包括：流入流出曲线单元，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；协调产量单元，用于根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

基于与上述一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置。由于该一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置解决问题的原理与一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法相似，因此该一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置的实施可以参见一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置建立并修正的有杆泵特性曲线，有利于更好地对有杆泵井下系统进行节点分析和优化设计，修正后的特性曲线考虑了多种因素对效果的影响，更加符合现场实际，为现场进行有杆泵井的节点分析和优化设计提供更有价值的参考。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

基于与上述一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法相似，因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明计算机设备及计算机可读存储介质建立并修正的有杆泵特性曲线，有利于更好地对有杆泵井下系统进行节点分析和优化设计，修正后的特性曲线考虑了多种因素对效果的影响，更加符合现场实际，为现场进行有杆泵井的节点分析和优化设计提供更有价值的参考。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线包括：

根据所述泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；

根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；

利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量包括：

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；

根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

5.一种有杆泵井下系统无因次特性曲线的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

曲线确定模块，用于根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

参数确定模块，用于根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

曲线修正模块，用于根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

协调产量模块，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述抽汲参数及设备参数还包括冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述曲线确定模块包括：

无因次参数单元，用于根据泵压差、冲程、冲次、泵横截面积及抽油杆柱固有频率，确定无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷；

无因次特性曲线单元，用于根据所述无因次冲次、无因次抽油杆伸长量、无因次活塞冲程及无因次载荷，确定有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线；

曲线确定单元，用于利用所述有效冲程与泵压差关系的无因次特性曲线及光杆功率与泵压差关系的无因次特性曲线，确定泵排量与泵压差关系曲线。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述协调产量模块包括：

流入流出曲线单元，用于利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，对所述有杆泵井下系统进行节点分析，得到节点的流入流出曲线；

协调产量单元，用于根据所述流入流出曲线，确定所述有杆泵井下系统的协调产量。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据抽汲参数及设备参数，确定泵排量与泵压差关系曲线，所述抽汲参数及设备参数包括抽油杆柱总长、泵压差、油管壁横截面积、泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度、柱塞平均速度、余隙比及泵内气液比；

根据所述抽油杆柱总长、泵压差及油管壁横截面积，确定油管弹性伸缩修正参数；并根据所述泵径、柱塞偏心率、泵间隙、流体运动粘度、流体密度、柱塞长度及柱塞平均速度，确定泵漏失修正参数；以及根据所述余隙比及泵内气液比，确定泵充满度修正参数；

根据所述油管弹性伸缩修正参数、所述泵漏失修正参数及所述泵充满度修正参数，修正所述泵排量与泵压差关系曲线；

利用修正后的所述泵排量与泵压差关系曲线，确定有杆泵井下系统的协调产量。

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