饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发公司地址：扬州市文汇西路1号联系人：郑海金联系：饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田1公司地址：扬州市文汇西路1号联系人：郑海金联系：公司地址：扬州市文汇西路1号2目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述3一、概述由于有杆泵抽油装置简单、操作方便、综合本钱低，所以全世界有80%的油井采用这种方式进展生产。但是在采用有杆泵抽油方式的油井中，其机采系统效率一直较低，导致机采能耗本钱在采油变动本钱中所占比例较大一、概述由于有杆泵抽油装置简单、操作4根据中国石油天然气总公司1997年统计结果，中国陆上各油田有杆泵抽油井开井数为72047口，平均机采系统效率26.7%。国内外一直很重视提高机采系统效率研究，其研究方向主要集中在机械改造方面并取得了长足进展。根据中国石油天然气总公司1997年统计结果，中国5通过立项研究，发现造成机采系统效率低的原因除机械因素外，还有一个重要原因是机采参数设计不尽合理〔它在技术上可行，但在经济上不够合理〕。造成机采参数设计不科学的主要原因是缺少有杆泵抽油系统输入功率计算理论，没能找到经济的设计方法。存在的主要问题通过立项研究，发现造成机采系统效率低的原因除机械6经过几年的试验及理论研究,我们建立了输入功率计算理论体系；提出了各种功率的具体计算方法；创造了以产量为目标、以能耗最低或以机采本钱最低为准那么的机采系统设计方法。实践说明，与常规设计方法相比，该技术的应用效果显著，不仅可大幅度提高有杆泵抽油井的系统效率，降低能耗本钱，而且会大幅度延长油井检泵周期，降低作业本钱。经过几年的试验及理论研究,我们建立了输入功率计算理论体系7机采系统设计经历了三个阶段：第一阶段：为生产同一目标产量，按投资最少为准那么进展设计第二阶段：为生产同一目标产量，按载荷最轻为准那么进展设计第三阶段：为生产同一目标产量，按能耗最低〔输入功率最低〕为准那么进展设计机采系统设计经历了三个阶段：第一阶段：为生产同一目标产量，按8目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究

三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述9二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究

重新划分了有杆泵抽油系统输入功率的构成找出了影响各局部功率的因素提出了各局部功率的计算公式二、有杆泵抽油系统输入功率计算重新划分了有杆泵抽油系统输入功101、输入功率构成通过开展能量分析，首次将有杆泵抽油系统输入功率划分为以下五局部输入功率有效功率粘滞损失功率滑动损失功率溶解气膨胀功率地面损失功率1、输入功率构成通过开展能量分析，首次将有杆泵抽油系112、地面损失功率定义：深井泵生产过程中，地面抽油机和电机所损耗的功率称作地面损失功率。2、地面损失功率定义：深井泵生产过程中，地面抽油机和电12通过研究，找出了地面损失功率影响因素：

①电机空载功率

②井下负荷

③冲程

④冲次

⑤传输功率传导系数k1

⑥光杆功率传导系数k2确定了其函数关系式：Pu=Pd+(F上+F下)·s·n·k1+(F上F下)·s·n·k2

通过研究，找出了地面损失功率影响因素：Pu=Pd+(F上+F13分界点分界点14PU：地面损失功率Pd：电机空载功率F上：光杆在上冲程中的平均载荷F下：光杆在下冲程中的平均载荷S：冲程n：冲次PU：地面损失功率153、粘滞损失功率

定义：深井泵生产过程中，被举升的液体因与油管、抽油杆发生磨擦而损耗的功率称作粘滞损失功率。

3、粘滞损失功率定义：深井泵生产过程中，被举升的液16通过研究，找出了粘滞损失功率的影响因素：

①杆速②管径③杆径

④泵挂⑤原油粘度确定了其函数关系式：ui：在li段油管中的液体的平均粘度li：第i段油管长度m:管径杆径比∑uili：反映油管中液体粘度随深度变化对粘滞损失功率的影响通过研究，找出了粘滞损失功率的影响因素：ui：在li段油管174、滑动损失功率

定义：因井斜造成的抽油杆与油管之间发生的磨擦以及泵柱塞与泵筒间发生的磨擦而损失的功率称作滑动损失功率。4、滑动损失功率定义：因井斜造成的抽油杆与油管之间发生的18通过研究，找出了滑动损失功率的影响因素：

①杆速

②单位长度杆重

③井斜轨迹水平投影长度

④杆与管的摩擦系数确定了其函数关系式:Pk=2fk·q杆·l水平·S·nfk：杆与管的摩擦系数q杆：单位长度杆柱重量l水平：抽油杆在斜井段的水平投影长度通过研究，找出了滑动损失功率的影响因素：Pk=2fk·q杆·195、膨胀功率

定义：原油在举升过程中，溶解气因所受压力的降低而不断从原油中析出，从液态转化为气态。一方面导致物质本身的能量降低，即内能降低；另一方面，这局部能量转化成体积膨胀能而作用于举升系统。这一功率称作溶解气膨胀功率。5、膨胀功率定义：原油在举升过程中，溶解气因所受压20通过研究，找出了膨胀功率的影响因素：①日产油量②饱和压力③井口压力 ④漂浮压力⑤溶解系数确定了其函数关系式：A：当P沉≥Pb>P井口时

B：当P沉≥Pb且P井口≥Pb时，P膨=0C：当P井口<P沉<Pb时D：当P沉<Pb且P井口<P沉时，P膨=0通过研究，找出了膨胀功率的影响因素：216、井口油温的影响因素及其计算公式

从井底到井口各深度点所对应的地层温度是逐渐降低的，原油粘度也必然随着温度的变化而变化。要确定温度变化对粘滞损失功率的影响需要确定井口油温。6、井口油温的影响因素及其计算公式22通过研究，找出了井口油温的影响因素：①油层温度②地表温度③产液量④含水率⑤动液面⑥膨胀功率 确定了函数关系式:T井口=K1Q当〔T地层-T地表〕+K2Q当H动+K3P膨+CQ当=Q液+〔CW/CO-1〕Q液fw=Q液+0.72Q液fw饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件23

7、iLi的影响因素及其函数关系式iLi为各段油管中的液体的平均粘度与对应油管长度的乘积之和，它反映油管中液体粘度随深度变化对粘滞损失功率的影响，为了确定粘滞损失功率就须明确iLi的量值

7、iLi的影响因素及其函数关系式24通过研究，找出了iLi的影响因素:①油层温度②井口温度③原油析蜡温度④产液量⑤含水率⑥50℃脱气原油粘度确定了其函数关系式:iLi=K10〔T地层－T析〕+K20Q油〔T析－T口〕+K30〔-f2w+1.2fw〕+C

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件258、有效功率

定义：在一定扬程下,将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率称为有效功率。因素：产液量液体密度动液面深度8、有效功率定义：在一定扬程下,将一定排量的井下液体提269、输入功率、机采系统效率同各种功率的关系

P入=P地+P粘+P滑+P有-P膨η=P有/P入=P有/〔P地+P粘+P滑+P有-P膨〕9、输入功率、机采系统效率同各种功率的关系2710、输入功率计算理论的实践检验为了检验输入功率计算理论的正确性和对不同油藏条件的适应性，我们首先实测了江苏油田28个油藏的428口油井的实际输入功率，然后用理论计算公式逐井计算了各井的理论输入功率，其结果为：

10、输入功率计算理论的实践检验28检验结果检验井数：428口实测功率：3362Kw理论计算功率：3327Kw实测效率：26.0%理论计算效率：26.3%功率相对误差：1.1%检验结果检验井数：428口29对产液量、含水率、动液面、油层温度、饱和压力、气油比、溶解系数、析蜡温度、地表温度、原油密度、50℃脱气原油粘度、地层原油粘度、油层中深、井斜14个参数分别按从大到小顺序，将实测功率与计算功率逐一进展功率比照分析，发现功率相对误差大多呈随机分布状态，且误差较小，说明输入功率计算理论对具有不同物性特征的28个油藏，及这些油藏中不同生产参数的428口油井具有普遍适用性。对产液量、含水率、动液面、油层温度、饱和压力、30陈2块输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 133.9138.3 39.1 29.2% 28.2% -3.2%

陈2块输入功率实测值与理论值比较图31富民输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 121.0 118.6 42.234.8% 35.5% 2.0% 富民输入功率实测值与理论值比较图32花、联、纪输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 96.7 90.2 26.927.8% 29.8% 7.2% 花、联、纪输入功率实测值与理论值比较图33沙埝输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 151.5151.2 43.228.5% 28.6% 0.2% 沙埝输入功率实测值与理论值比较图34用大庆油田数据进展检验用大庆油田数据进展检验35在全国各油田推广应用的过程中，实测了近万口油井对新设计方法进展了进一步的检验，结果说明，新设计方法理论对国内具有不同物性特征的油藏及这些油藏中不同生产参数的油井具有普遍适用性。在全国各油田推广应用的过程中，实测了近万口油3611、机采系统效率同各种影响因素间的关系杆速(冲程×冲次)P损载荷P损电机空载功率P损

粘度P损

管径杆径比P损

11、机采系统效率同各种影响因素间的关系37降低杆速即增大泵径或提高泵效减少载荷即减轻杆柱及液柱重量降低电机空载功率降低粘度增大管径杆径比优选抽油机种类并合理匹配电机减小油杆在井斜段的单位长度的重量提高机采效率的主要手段：提高机采效率的主要手段：38提高机采系统效率各种手段之间的矛盾①在同等泵挂下，增大泵径，必然引起杆柱系数、载荷、单位长度杆重增大，而P损即是泵径的减函数，又是杆柱系数、载荷、单位长度杆重的增函数。②在给定的动液面（即给定的产液量）和给定泵径的条件下，提高泵效必须通过加深泵挂（增大沉没度）来实现，这必然引起载荷、杆柱系数、井斜轨迹水平投影长度增加。而P损一方面是泵效的减函数,另一方面又是杆柱系数、斜井长度、泵挂深度的增函数。提高机采系统效率各种手段之间的矛盾①在同等泵挂下，增大泵径，39提高机采系统效率各种手段之间的矛盾③在不同泵径条件下，杆柱系数对泵效的影响程度是不同的。④在不同杆柱钢级条件下，同一泵挂及泵径所对应的杆柱系数及其经济效益是不同的。提高机采系统效率各种手段之间的矛盾③在不同泵径条件下，杆柱系40目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件

四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述41三、能耗最低机采系统设计方法及软件

针对以上矛盾，我们创造了以产量为目标、以能耗最低或以本钱最低为准那么的机采系统设计方法，从而使提高机采系统效率的各种手段之间的矛盾得到了解决。三、能耗最低机采系统设计方法及软件针对以上421、设计条件〔参数)(1)产液量(2)含水率(3)动液面(4)油层中深(5)原油密度(6)油气比(7)饱和压力(8)溶解系数(9)油层温度(10)析蜡温度〔11)地表温度(12)50℃脱气原油粘度(13)地层原油粘度(14)井斜参数2、设计参数(求解参数〕(1)抽油机机型(2)电机机型(3)管径(4)泵挂(5)泵径(6)杆柱钢级(7)杆柱组合(8)冲程(9)冲次饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件433、设计步骤(求解过程)：在同一目标产量前提下：①将管径分别按内径大小依次排序；将杆柱钢级分别按强度大小依次排序；将泵径按尺寸大小依次排序；将泵挂从动液面始，按某一步长〔如10米〕依次加深排序直到油层中部为止。3、设计步骤(求解过程)：在同一目标产量前提下：44②各种管径、各种杆柱钢级、各种泵径、各种泵挂〔对应科学的杆柱组合〕、各种冲程、各种冲次一一组合，每一种组合对应着一种机采系统效率，即对应着一种能量消耗和一种管、杆、泵的投入与年度损耗。

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件45③根据输入功率计算公式分别计算出每一种机采参数组合所对应的输入功率。④以能耗最低者为所选择的机采参数〔管径、管长、杆柱钢级、泵径、泵挂深度、杆柱组合、冲程、冲次〕③根据输入功率计算公式分别计算出每一种机采参数组合所对应的输46③根据输入功率计算公式分别计算出计算出每一种组合相应的年度耗电费用；根据各种管柱、各种杆柱、各种泵的价格，计算出每一种组合相应的年度机械损耗值，并考虑一次性投资的年利息，合计出每一种机采参数组合所对应的机采年耗本钱。④以年耗本钱最低者为所选择的机采参数〔管径、管长、杆柱钢级、泵径、泵挂深度、杆柱组合、冲程、冲次〕或者：③根据输入功率计算公式分别计算出计算出每一种组合相应的年度耗474、新设计方法与常规设计方法的区别

①设计准那么上的区别优化目标：产量常规方法：以载荷、扭矩、泵效为约束条件

能耗最低机采系统设计方法：以载荷、扭矩、系统输入功率为约束条件4、新设计方法与常规设计方法的区别48②设计时所需根底参数上的区别常规设计：3.动液面

2.电机3.管径7.杆柱组合

②设计时所需根底参数上的区别49新设计：1.油层中深15.经济参数

2.电机3.管径7.杆柱组合

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件50③新方法与常规方法在机采效率及经济效益方面的差异

③新方法与常规方法在机采效率及经济效益方面的差异

51机采系统设计软件功能：①进展能耗最低机采系统〔机采参数〕设计②进展本钱最低机采系统〔机采参数〕设计③对原机采系统测试数据进展计算处理④对设计的新系统进展后评估评价软件的主要功能：对机采系统的能耗、系统效率、本钱现状进展评价分析。5、根据能耗最低机采参数设计方法，研制了机采系统设计软件及系统效率评价软件机采系统设计软件功能：5、根据能耗最低机采参数设计方法，研制52主窗口数据输入主窗口数据输入53数据输入数据输入54数据输入数据输入55数据输入数据输入56数据输入数据输入57显示全结果第1页显示全结果58显示全结果第2页显示全结果59显示全结果第345页显示全结果60显示全结果第462页显示全结果61结果优选结果优选62结果输出结果输出63效果比照效果比照64目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述65四、现场应用及效果1、江苏油田实施效果99年4月-99年12月，共在江苏油田老区推广应用了133口井。由开发处、采油厂从中抽取18口井，技术监视处对这18口井进展了测试验收。

四、现场应用及效果1、江苏油田实施效果66

1、江苏油田实施效果

系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电35706kW·h1、江苏油田实施效果系统效率输入功率kWkW%%67在江苏油田的应用效果抽样测试18口井优化前后功率比照图在江苏油田的应用效果抽样测试18口井优化前后功率比照图68预测与实测比照24.5844.1526.345.4预测节电率42.67%

实测41.25％

24.5844.1526.345.4预测节电率42.67%69

2、全国各油田推广应用效果

截止到2006年12月，该项创造技术已在大庆、胜利、辽河、大港、中原、新疆、华北、江苏、河南、长庆、江汉、广西十二个油田55个采油厂的8569口〔不含已安装软件单位自行设计实施的井〕抽油机井上进展了现场应用，年节电2.36亿度，检泵周期也得到了相应的延长。2、全国各油田推广应用效果截止到2006年12月70全国各油田推广应用辽河油田自2002年已连续六年将其列为规模实施工程〔累计实施3672口井〕。2007年技术效劳1000口井，并配备软件35套胜利油田大庆油田至今已完成小型试验〔11口井〕和中型试验性推广〔771口井〕，2007年7月配备软件90套，开场全面推广2004年率先买断了该项创造技术在该油田的实施许可，至今推广3321口井。全国各油田推广应用辽河油田自2002年已连续六年将其列为规模71全国各油田推广应用效果

截止到2006年12月，全国十二个油田55个采油厂的8569口抽油机井的现场应用效果：系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电28088全国各油田推广应用效果截止到2006年12月，全国十72在大庆油田的试验效果〔六厂11口井〕输入功率从降至，降低，节电率35.6%，平均机采系统效率提高了在大庆油田的试验效果〔六厂11口井〕输入功率从降至，降低，节73在大庆油田的推广应用实施井数：771口输入功率：从降至，降低节电率：30.68%系统效率：从22.26%提高到38.70%，提高在大庆油田的推广应用实施井数：771口74在辽河油田的试验效果：欢喜岭采油厂22口井输入功率从降至，降低，节电率31.8%；平均机采系统效率提高了12.12个百分点。在辽河油田的试验效果：欢喜岭采油厂22口井输入功率从降至，降75在辽河油田的推广应用实施井数：3672口输入功率：从降至，降低节电率：30.08%系统效率：从13.56%提高到26.01%，提高在辽河油田的推广应用实施井数：3672口76在大港油田的推广应用实施井数：454口输入功率：从降至，降低节电率：26.01%系统效率：从22.46%提高到38.77%，提高在大港油田的推广应用实施井数：454口77在长庆油田的推广应用实施井数：155口输入功率：从降至，降低节电率：30.06%系统效率：从14.09%提高到21.89%，提高在长庆油田的推广应用实施井数：155口78在新疆油田的推广应用实施井数：15口输入功率：从降至，降低节电率：32.6%系统效率：从17.66%提高到29.14%，提高在新疆油田的推广应用实施井数：15口79在胜利油田的试验效果：桩西20口井输入功率从降至，降低，节电率34.2%，平均机采系统效率提高了16.7个百分点。在胜利油田的试验效果：桩西20口井输入功率从降至，降低，节80实施优化设计前后油井检泵周期比照☆欢喜岭采油厂实施效果(2000年-2001年)评价井数：17口平均检泵周期延长40.7%，因此节约作业本钱40.7%。实施优化设计前后油井检泵周期比照☆欢喜岭采油厂实施效果(2081实施优化设计前后油井检泵周期比照评价井数：42口平均检泵周期延长37.6%，节约作业本钱37.6%。☆江苏油田局部油井资料实施优化设计前后油井检泵周期比照评价井数：42口☆江苏油田局82全国各油田推广应用经济效益分析

延长检泵周期平均单井投入平均单井节约单井年节电28088电费1.4万元，作业本钱约1万元投入产出比年创效已实施8409口井，约2.0亿元全国各油田推广应用经济效益分析延长检泵周期平均单井投83中石油推广情况

油田软件套数油田软件套数大庆90冀东7吉林35大港15新疆38华北15青海7长庆35玉门7西南3吐哈7辽河35北京采油所2塔里木42007年，中石油购置300套软件，在所辖国内所有油田推广此项创造专利技术中石油推广情况油田软件套数油田软件套数大庆90冀东7吉林3584中石化推广情况

已安装27套软件2021年将在所辖8个油田分公司安装150套软件，开场全面推广。中石化推广情况已安装27套软件85目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述86五、主要成果

第一，建立了抽油井机采系统输入功率计算理论本工程系统地分析了深井泵采油过程中各种能耗，在四个方面实现了机械采油工艺技术理论及方法的创新：第二，创造了以能耗最低或本钱最低为目标的机采系统〔机采参数〕设计新方法；美国创造专利号：US6640896B1五、主要成果第一，建立了抽油井机采系统输入功率计算理论87第三，根据所创造的设计方法成功地研制了“能耗最低机采系统设计软件〞及“系统效率现状评价软件〞；第四，为适应新的设计方法，提出了对常规装备的改进方法并予以实施。第三，根据所创造的设计方法成功地研制了“能耗最低机采系统882005年该项创造获得中石化技术创造奖。2006年能耗最低机采参数设计软件被科技部评为“国家重点新产品〞。能耗最低机采参数设计软件被认定为江苏省高新技术产品。2007年能耗最低机采系统设计软件获得江苏省创新基金及江苏省软件及集成电路开展资金支持。2006年入选国家发改委“十一五〞?高耗能行业节能技术重点推广目录?2007年入选信息产业部63个国家第一批?节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录?工程。2005年该项创造获得中石化技术创造奖。200689目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述90六、推广前景国内共有在用抽油机井约12万口，假设全面应用该技术，每年可节电约30亿kW·h〔度〕。同时，检泵作业周期也将得到相应的延长，检泵作业本钱可降低1/3。在全世界范围内共有93万口抽油机井，市场应用前景巨大。六、推广前景国内共有在用抽油机井约12万口，假设全91中国石油预测结果系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电31738总井数99517口总年节电开井数78861口提高15.32%中国石油预测结果系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井92中国石化预测结果〔2005年〕系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电28392总井数口总年节电开井数18021口提高12.63%中国石化预测结果〔2005年〕系统效率输入功率kWkW%%平93EndEnd94ThankYou世界触手可及携手共进，齐创精品工程ThankYou世界触手可及携手共进，齐创精品工程95饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发公司地址：扬州市文汇西路1号联系人：郑海金联系：饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发饱和压力扬州江苏油田96公司地址：扬州市文汇西路1号联系人：郑海金联系：公司地址：扬州市文汇西路1号97目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述98一、概述由于有杆泵抽油装置简单、操作方便、综合本钱低，所以全世界有80%的油井采用这种方式进展生产。但是在采用有杆泵抽油方式的油井中，其机采系统效率一直较低，导致机采能耗本钱在采油变动本钱中所占比例较大一、概述由于有杆泵抽油装置简单、操作99根据中国石油天然气总公司1997年统计结果，中国陆上各油田有杆泵抽油井开井数为72047口，平均机采系统效率26.7%。国内外一直很重视提高机采系统效率研究，其研究方向主要集中在机械改造方面并取得了长足进展。根据中国石油天然气总公司1997年统计结果，中国100通过立项研究，发现造成机采系统效率低的原因除机械因素外，还有一个重要原因是机采参数设计不尽合理〔它在技术上可行，但在经济上不够合理〕。造成机采参数设计不科学的主要原因是缺少有杆泵抽油系统输入功率计算理论，没能找到经济的设计方法。存在的主要问题通过立项研究，发现造成机采系统效率低的原因除机械101经过几年的试验及理论研究,我们建立了输入功率计算理论体系；提出了各种功率的具体计算方法；创造了以产量为目标、以能耗最低或以机采本钱最低为准那么的机采系统设计方法。实践说明，与常规设计方法相比，该技术的应用效果显著，不仅可大幅度提高有杆泵抽油井的系统效率，降低能耗本钱，而且会大幅度延长油井检泵周期，降低作业本钱。经过几年的试验及理论研究,我们建立了输入功率计算理论体系102机采系统设计经历了三个阶段：第一阶段：为生产同一目标产量，按投资最少为准那么进展设计第二阶段：为生产同一目标产量，按载荷最轻为准那么进展设计第三阶段：为生产同一目标产量，按能耗最低〔输入功率最低〕为准那么进展设计机采系统设计经历了三个阶段：第一阶段：为生产同一目标产量，按103目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究

三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述104二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究

重新划分了有杆泵抽油系统输入功率的构成找出了影响各局部功率的因素提出了各局部功率的计算公式二、有杆泵抽油系统输入功率计算重新划分了有杆泵抽油系统输入功1051、输入功率构成通过开展能量分析，首次将有杆泵抽油系统输入功率划分为以下五局部输入功率有效功率粘滞损失功率滑动损失功率溶解气膨胀功率地面损失功率1、输入功率构成通过开展能量分析，首次将有杆泵抽油系1062、地面损失功率定义：深井泵生产过程中，地面抽油机和电机所损耗的功率称作地面损失功率。2、地面损失功率定义：深井泵生产过程中，地面抽油机和电107通过研究，找出了地面损失功率影响因素：

①电机空载功率

②井下负荷

③冲程

④冲次

⑤传输功率传导系数k1

⑥光杆功率传导系数k2确定了其函数关系式：Pu=Pd+(F上+F下)·s·n·k1+(F上F下)·s·n·k2

通过研究，找出了地面损失功率影响因素：Pu=Pd+(F上+F108分界点分界点109PU：地面损失功率Pd：电机空载功率F上：光杆在上冲程中的平均载荷F下：光杆在下冲程中的平均载荷S：冲程n：冲次PU：地面损失功率1103、粘滞损失功率

定义：深井泵生产过程中，被举升的液体因与油管、抽油杆发生磨擦而损耗的功率称作粘滞损失功率。

3、粘滞损失功率定义：深井泵生产过程中，被举升的液111通过研究，找出了粘滞损失功率的影响因素：

①杆速②管径③杆径

④泵挂⑤原油粘度确定了其函数关系式：ui：在li段油管中的液体的平均粘度li：第i段油管长度m:管径杆径比∑uili：反映油管中液体粘度随深度变化对粘滞损失功率的影响通过研究，找出了粘滞损失功率的影响因素：ui：在li段油管1124、滑动损失功率

定义：因井斜造成的抽油杆与油管之间发生的磨擦以及泵柱塞与泵筒间发生的磨擦而损失的功率称作滑动损失功率。4、滑动损失功率定义：因井斜造成的抽油杆与油管之间发生的113通过研究，找出了滑动损失功率的影响因素：

①杆速

②单位长度杆重

③井斜轨迹水平投影长度

④杆与管的摩擦系数确定了其函数关系式:Pk=2fk·q杆·l水平·S·nfk：杆与管的摩擦系数q杆：单位长度杆柱重量l水平：抽油杆在斜井段的水平投影长度通过研究，找出了滑动损失功率的影响因素：Pk=2fk·q杆·1145、膨胀功率

定义：原油在举升过程中，溶解气因所受压力的降低而不断从原油中析出，从液态转化为气态。一方面导致物质本身的能量降低，即内能降低；另一方面，这局部能量转化成体积膨胀能而作用于举升系统。这一功率称作溶解气膨胀功率。5、膨胀功率定义：原油在举升过程中，溶解气因所受压115通过研究，找出了膨胀功率的影响因素：①日产油量②饱和压力③井口压力 ④漂浮压力⑤溶解系数确定了其函数关系式：A：当P沉≥Pb>P井口时

B：当P沉≥Pb且P井口≥Pb时，P膨=0C：当P井口<P沉<Pb时D：当P沉<Pb且P井口<P沉时，P膨=0通过研究，找出了膨胀功率的影响因素：1166、井口油温的影响因素及其计算公式

从井底到井口各深度点所对应的地层温度是逐渐降低的，原油粘度也必然随着温度的变化而变化。要确定温度变化对粘滞损失功率的影响需要确定井口油温。6、井口油温的影响因素及其计算公式117通过研究，找出了井口油温的影响因素：①油层温度②地表温度③产液量④含水率⑤动液面⑥膨胀功率 确定了函数关系式:T井口=K1Q当〔T地层-T地表〕+K2Q当H动+K3P膨+CQ当=Q液+〔CW/CO-1〕Q液fw=Q液+0.72Q液fw饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件118

7、iLi的影响因素及其函数关系式iLi为各段油管中的液体的平均粘度与对应油管长度的乘积之和，它反映油管中液体粘度随深度变化对粘滞损失功率的影响，为了确定粘滞损失功率就须明确iLi的量值

7、iLi的影响因素及其函数关系式119通过研究，找出了iLi的影响因素:①油层温度②井口温度③原油析蜡温度④产液量⑤含水率⑥50℃脱气原油粘度确定了其函数关系式:iLi=K10〔T地层－T析〕+K20Q油〔T析－T口〕+K30〔-f2w+1.2fw〕+C

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件1208、有效功率

定义：在一定扬程下,将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率称为有效功率。因素：产液量液体密度动液面深度8、有效功率定义：在一定扬程下,将一定排量的井下液体提1219、输入功率、机采系统效率同各种功率的关系

P入=P地+P粘+P滑+P有-P膨η=P有/P入=P有/〔P地+P粘+P滑+P有-P膨〕9、输入功率、机采系统效率同各种功率的关系12210、输入功率计算理论的实践检验为了检验输入功率计算理论的正确性和对不同油藏条件的适应性，我们首先实测了江苏油田28个油藏的428口油井的实际输入功率，然后用理论计算公式逐井计算了各井的理论输入功率，其结果为：

10、输入功率计算理论的实践检验123检验结果检验井数：428口实测功率：3362Kw理论计算功率：3327Kw实测效率：26.0%理论计算效率：26.3%功率相对误差：1.1%检验结果检验井数：428口124对产液量、含水率、动液面、油层温度、饱和压力、气油比、溶解系数、析蜡温度、地表温度、原油密度、50℃脱气原油粘度、地层原油粘度、油层中深、井斜14个参数分别按从大到小顺序，将实测功率与计算功率逐一进展功率比照分析，发现功率相对误差大多呈随机分布状态，且误差较小，说明输入功率计算理论对具有不同物性特征的28个油藏，及这些油藏中不同生产参数的428口油井具有普遍适用性。对产液量、含水率、动液面、油层温度、饱和压力、125陈2块输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 133.9138.3 39.1 29.2% 28.2% -3.2%

陈2块输入功率实测值与理论值比较图126富民输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 121.0 118.6 42.234.8% 35.5% 2.0% 富民输入功率实测值与理论值比较图127花、联、纪输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 96.7 90.2 26.927.8% 29.8% 7.2% 花、联、纪输入功率实测值与理论值比较图128沙埝输入功率实测值与理论值比较图实测功率理论功率有效功率实测效率 理论效率功率相对误差 151.5151.2 43.228.5% 28.6% 0.2% 沙埝输入功率实测值与理论值比较图129用大庆油田数据进展检验用大庆油田数据进展检验130在全国各油田推广应用的过程中，实测了近万口油井对新设计方法进展了进一步的检验，结果说明，新设计方法理论对国内具有不同物性特征的油藏及这些油藏中不同生产参数的油井具有普遍适用性。在全国各油田推广应用的过程中，实测了近万口油13111、机采系统效率同各种影响因素间的关系杆速(冲程×冲次)P损载荷P损电机空载功率P损

粘度P损

管径杆径比P损

11、机采系统效率同各种影响因素间的关系132降低杆速即增大泵径或提高泵效减少载荷即减轻杆柱及液柱重量降低电机空载功率降低粘度增大管径杆径比优选抽油机种类并合理匹配电机减小油杆在井斜段的单位长度的重量提高机采效率的主要手段：提高机采效率的主要手段：133提高机采系统效率各种手段之间的矛盾①在同等泵挂下，增大泵径，必然引起杆柱系数、载荷、单位长度杆重增大，而P损即是泵径的减函数，又是杆柱系数、载荷、单位长度杆重的增函数。②在给定的动液面（即给定的产液量）和给定泵径的条件下，提高泵效必须通过加深泵挂（增大沉没度）来实现，这必然引起载荷、杆柱系数、井斜轨迹水平投影长度增加。而P损一方面是泵效的减函数,另一方面又是杆柱系数、斜井长度、泵挂深度的增函数。提高机采系统效率各种手段之间的矛盾①在同等泵挂下，增大泵径，134提高机采系统效率各种手段之间的矛盾③在不同泵径条件下，杆柱系数对泵效的影响程度是不同的。④在不同杆柱钢级条件下，同一泵挂及泵径所对应的杆柱系数及其经济效益是不同的。提高机采系统效率各种手段之间的矛盾③在不同泵径条件下，杆柱系135目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件

四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述136三、能耗最低机采系统设计方法及软件

针对以上矛盾，我们创造了以产量为目标、以能耗最低或以本钱最低为准那么的机采系统设计方法，从而使提高机采系统效率的各种手段之间的矛盾得到了解决。三、能耗最低机采系统设计方法及软件针对以上1371、设计条件〔参数)(1)产液量(2)含水率(3)动液面(4)油层中深(5)原油密度(6)油气比(7)饱和压力(8)溶解系数(9)油层温度(10)析蜡温度〔11)地表温度(12)50℃脱气原油粘度(13)地层原油粘度(14)井斜参数2、设计参数(求解参数〕(1)抽油机机型(2)电机机型(3)管径(4)泵挂(5)泵径(6)杆柱钢级(7)杆柱组合(8)冲程(9)冲次饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件1383、设计步骤(求解过程)：在同一目标产量前提下：①将管径分别按内径大小依次排序；将杆柱钢级分别按强度大小依次排序；将泵径按尺寸大小依次排序；将泵挂从动液面始，按某一步长〔如10米〕依次加深排序直到油层中部为止。3、设计步骤(求解过程)：在同一目标产量前提下：139②各种管径、各种杆柱钢级、各种泵径、各种泵挂〔对应科学的杆柱组合〕、各种冲程、各种冲次一一组合，每一种组合对应着一种机采系统效率，即对应着一种能量消耗和一种管、杆、泵的投入与年度损耗。

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件140③根据输入功率计算公式分别计算出每一种机采参数组合所对应的输入功率。④以能耗最低者为所选择的机采参数〔管径、管长、杆柱钢级、泵径、泵挂深度、杆柱组合、冲程、冲次〕③根据输入功率计算公式分别计算出每一种机采参数组合所对应的输141③根据输入功率计算公式分别计算出计算出每一种组合相应的年度耗电费用；根据各种管柱、各种杆柱、各种泵的价格，计算出每一种组合相应的年度机械损耗值，并考虑一次性投资的年利息，合计出每一种机采参数组合所对应的机采年耗本钱。④以年耗本钱最低者为所选择的机采参数〔管径、管长、杆柱钢级、泵径、泵挂深度、杆柱组合、冲程、冲次〕或者：③根据输入功率计算公式分别计算出计算出每一种组合相应的年度耗1424、新设计方法与常规设计方法的区别

①设计准那么上的区别优化目标：产量常规方法：以载荷、扭矩、泵效为约束条件

能耗最低机采系统设计方法：以载荷、扭矩、系统输入功率为约束条件4、新设计方法与常规设计方法的区别143②设计时所需根底参数上的区别常规设计：3.动液面

2.电机3.管径7.杆柱组合

②设计时所需根底参数上的区别144新设计：1.油层中深15.经济参数

2.电机3.管径7.杆柱组合

饱和压力扬州江苏油田瑞达石油工程技术开发有限公司课件145③新方法与常规方法在机采效率及经济效益方面的差异

③新方法与常规方法在机采效率及经济效益方面的差异

146机采系统设计软件功能：①进展能耗最低机采系统〔机采参数〕设计②进展本钱最低机采系统〔机采参数〕设计③对原机采系统测试数据进展计算处理④对设计的新系统进展后评估评价软件的主要功能：对机采系统的能耗、系统效率、本钱现状进展评价分析。5、根据能耗最低机采参数设计方法，研制了机采系统设计软件及系统效率评价软件机采系统设计软件功能：5、根据能耗最低机采参数设计方法，研制147主窗口数据输入主窗口数据输入148数据输入数据输入149数据输入数据输入150数据输入数据输入151数据输入数据输入152显示全结果第1页显示全结果153显示全结果第2页显示全结果154显示全结果第345页显示全结果155显示全结果第462页显示全结果156结果优选结果优选157结果输出结果输出158效果比照效果比照159目录一、概述二、有杆泵抽油系统输入功率计算理论研究三、能耗最低机采系统设计方法及软件四、现场应用及效果五、主要技术成果六、推广前景目录一、概述160四、现场应用及效果1、江苏油田实施效果99年4月-99年12月，共在江苏油田老区推广应用了133口井。由开发处、采油厂从中抽取18口井，技术监视处对这18口井进展了测试验收。

四、现场应用及效果1、江苏油田实施效果161

1、江苏油田实施效果

系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电35706kW·h1、江苏油田实施效果系统效率输入功率kWkW%%162在江苏油田的应用效果抽样测试18口井优化前后功率比照图在江苏油田的应用效果抽样测试18口井优化前后功率比照图163预测与实测比照24.5844.1526.345.4预测节电率42.67%

实测41.25％

24.5844.1526.345.4预测节电率42.67%164

2、全国各油田推广应用效果

截止到2006年12月，该项创造技术已在大庆、胜利、辽河、大港、中原、新疆、华北、江苏、河南、长庆、江汉、广西十二个油田55个采油厂的8569口〔不含已安装软件单位自行设计实施的井〕抽油机井上进展了现场应用，年节电2.36亿度，检泵周期也得到了相应的延长。2、全国各油田推广应用效果截止到2006年12月165全国各油田推广应用辽河油田自2002年已连续六年将其列为规模实施工程〔累计实施3672口井〕。2007年技术效劳1000口井，并配备软件35套胜利油田大庆油田至今已完成小型试验〔11口井〕和中型试验性推广〔771口井〕，2007年7月配备软件90套，开场全面推广2004年率先买断了该项创造技术在该油田的实施许可，至今推广3321口井。全国各油田推广应用辽河油田自2002年已连续六年将其列为规模166全国各油田推广应用效果

截止到2006年12月，全国十二个油田55个采油厂的8569口抽油机井的现场应用效果：系统效率输入功率kWkW%%平均节电率%单井年节电28088全国各油田推广应用效果截止到2006年12月，全国十167在大庆油田的试验效果〔六厂11口井〕输入功率从降至，降低，节电率35.6%，平均机采系统效率提高了在大庆油田的试验效果〔六厂11口井〕输入功率从降至，降低，节168在大庆油田的推广应用实施井数：771口输入功率：从降至，降低节电率：30.68%系统效率：从22.26%提高到38.70%，提高在大庆油田的推广应用实施井数：771口169在辽河油田的试验效果：欢喜岭采油厂22口井输入功率从降至，降低，节电率31.8%；平均机采系统效率提高了12.12个百分点。在辽河油田的试验效果：欢喜岭采油厂22口井输入功率从降至，降170在辽河油田的推广应用实施井数：3672口输入功率：从