基于宏观控制图的抽油机井工况分析与能耗评价方法

发布时间：2017-07-06 03:04

  本文关键词：基于宏观控制图的抽油机井工况分析与能耗评价方法

  更多相关文章： 抽油机井 控制图 泵效 系统效率 额定功率 工况分析 能耗评价

【摘要】：目前抽油机井的生产管理已成为石油企业面临的重要问题,而油井工况分析和能耗评价是油田生产管理的重要任务。通过工况分析和能耗评价,对问题井采取针对性措施,能够确保油井正常、高效生产。本文在现有宏观控制图的研究理论的基础上,建立了抽油机井泵况控制图、电动机额定功率控制图以及系统效率控制图的模型,实现全面结合三种控制图对油井工况的具体分析以及能耗评价,对油田的实际生产和科学管理具有指导意义。本文的主要研究内容包括以下几个方面:建立了井筒多相管流的节点压力仿真模型,并以此为基础建立了抽油机井的排量系数仿真模型。通过分析各抽汲参数对泵效的影响,确定了泵况控制图分区边界曲线的数学模型,绘制了泵况控制图,并对控制图中各个区块的油井进行了工况分析;建立了电动机输入功率和光杆功率的仿真模型,通过仿真分析不同额定功率对电动机输入功率的影响确定了电动机功率利用率的合理范围,由此绘制了电动机额定功率宏观控制图模板,实现了对电动机额定功率的直观评价;建立了系统效率仿真模型以及参数优化设计模型,分析了抽汲参数及油藏参数对系统效率的定量影响,研究了考虑油井产量、气液比的个体差别的系统效率宏观控制图的绘制方法。综合抽油机井的泵况控制图、电动机额定功率控制图和系统效率控制图,提出了基于宏观控制图的能耗评价方法,并对抽油机井的实际工况进行了定量的分析;利用VB语言程序编制了抽油机井宏观控制图软件,实现了抽油机井动态参数的仿真以及宏观控制图的绘制。
【关键词】：抽油机井 控制图 泵效 系统效率 额定功率 工况分析 能耗评价
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE355.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 课题国内外研究现状分析11-14
• 1.2.1 抽油机井泵况控制图研究现状11-13
• 1.2.2 电动机额定功率控制图研究现状13-14
• 1.2.3 系统效率宏观控制图研究现状14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 抽油机井泵况控制图研究16-32
• 2.1 井筒节点压力仿真模型16-23
• 2.1.1 计算气液两相垂直管流的Orkiszewski方法16-22
• 2.1.2 井筒压力分布规律与节点压力的仿真模型22-23
• 2.2 抽油机井排量系数的仿真模型23-27
• 2.2.1 泵吸入口气液比24-25
• 2.2.2 柱塞与泵筒的间隙漏失量25-26
• 2.2.3 体积系数的计算模型26-27
• 2.3 泵况控制图边界曲线的仿真模型27-29
• 2.3.1 泵况影响参数分析27-29
• 2.3.2 泵况控制图边界曲线的确定29
• 2.4 泵况控制图的绘制方法29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 抽油机井电动机额定功率控制图研究32-48
• 3.1 抽油杆柱纵向振动与示功图的仿真模型32-39
• 3.1.1 抽油杆柱纵向振动的仿真模型32-38
• 3.1.2 抽油杆柱纵向振动仿真模型的求解38
• 3.1.3 悬点载荷与悬点示功图的仿真模型38-39
• 3.2 地面装置动态参数仿真模型39-41
• 3.2.1 光杆功率的仿真模型39
• 3.2.2 减速箱曲柄轴净扭矩与输出功率的仿真模型39-40
• 3.2.3 电动机输出功率的仿真模型40
• 3.2.4 电动机输入功率的仿真模型40-41
• 3.3 电动机额定功率控制图边界曲线的仿真模型41-45
• 3.3.1 电动机额定功率控制图坐标的优选41
• 3.3.2 电动机功率利用率合理值与上限值41-45
• 3.4 电动机额定功率控制图的绘制方法45-47
• 3.4.1 电动机额定功率控制图区域划分45-46
• 3.4.2 电动机额定功率控制图应用46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 抽油机井系统效率控制图研究48-58
• 4.1 抽油机井系统效率仿真模型48-49
• 4.1.1 系统有效功率48-49
• 4.1.2 系统输入功率49
• 4.2 抽油机井系统效率影响因素仿真分析49-52
• 4.2.1 抽汲参数对系统效率的影响49-51
• 4.2.2 油藏参数对系统效率的影响51-52
• 4.3 系统效率宏观控制图边界曲线的仿真模型52-55
• 4.3.1 系统效率控制图分界曲线的确定52-53
• 4.3.2 系统效率极值的优化设计方法53-55
• 4.4 系统效率控制图的绘制方法55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 抽油机井宏观控制图软件开发和实际应用58-71
• 5.1 软件介绍58-59
• 5.2 软件应用实例59-65
• 5.2.1 系统效率与动态参数仿真59-62
• 5.2.2 系统效率与泵效影响因素仿真评价62-63
• 5.2.3 参数优化设计63-64
• 5.2.4 抽油机井宏观控制图64-65
• 5.3 基于宏观控制图的抽油机井能耗评价方法65-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果75-76
• 致谢76

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