抽油机调平衡计算模型

游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型

一、软件实现的功能

（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；

（2）抽油机井系统效率计算分析；

（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；

二、软件结构

1、抽油机井示功图分析

从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）

由示功图推算上下冲程时间的方法：

抽油机一个冲程周期的计算公式：

60

T n =；n 为冲次

上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：

如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；

如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。

计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。

设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：

n t T N =⨯上上， t T t =-下上

平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。

2、电参数曲线分析

电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；

三、系统效率及功率的计算分析

1、有效功率计算

将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率

① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）；

含水率w f ，%（已知数据）；

油的密度

0ρ，t/ m 3（已知数据）； 水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。

井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用

()o w w w f f ρρρ-+=1计算）；

重力加速度g （=9.81），m/s 2

； 动液面深度H ，m （采用软件中的数据）；

油压p t ；套压p c ，Mpa （传感器测量得到的数据）；

抽油机系统的有效功率

86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）

2、抽油机井系统的输入功率

拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。

cos /1000P ϕ=电机

式中， P 电机—电源输入功率，Kw;

U —定子线电压（可用采集电压），V ；

I —定子线电流（可用采集电流），A ；

ϕ—定子功率因数角，rad ；

3、光杆功率

利用示功图面积进行折算。（调用示功图分析里的数据）

P =光杆地面示功图面积/T ； 60

T n = n 为冲次

4、泵功率

由泵功图面积折算。（调用示功图分析里的数据）

P =泵泵功图面积/T ； 60

T n = n 为冲次

5、地面损失功率

①数据

电机空载功率P 电机空载，kw ；光杆一个周期的平均载荷F ，KN ；冲程s ，/m 次；地面传动系数k ，（1或-1）；n —冲次，min -1。

②模型

2P P Fsnk =+地面损电机空载

式中，P 电机空载为电机铭牌空载功率，kw ；

F 为光杆一个周期的平均载荷，KN （调用示功图分析里的数据）；

s 为冲程，/m 次；n ，冲次； k 为地面传动系数（为1或-1），U 为电机输入电压，V 。

6、抽油机地面效率

①数据

电机输入电流I ，A ；电机输入电压U ，V ；功率因数cos ϕ；（调用电参数曲线图里的数据）

光杆功率P 光杆，kw ；利用示功图面积进行折算。（调用示功图分析里的数据） 冲程s ，m ；冲次n ，min -1。

② 模型

P P η=入地面光杆（P ）

7、抽油机系统井下效率

抽油机系统有效功率与光杆功率之比，/P P η=井下有效光杆。