斜井有杆泵抽油井优化设计软件开发与应用

采油工程技术及采油智能化趋势的研究发布时间：2022-10-30T02:09:15.114Z 来源：《科学与技术》2022年13期作者：杨韬雷永刚李亚斌[导读] 采油工程是一个综合性的过程，包括对各个开采环节的调控，主要作用是将油气运输到地面，通过相关设备的协调运作，实现油田开采目标。

采油工程技术融合了多项技术的性能优势杨韬雷永刚李亚斌中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第七采油厂，甘肃庆阳 745709摘要：采油工程是一个综合性的过程，包括对各个开采环节的调控，主要作用是将油气运输到地面，通过相关设备的协调运作，实现油田开采目标。

采油工程技术融合了多项技术的性能优势，包括机械、化工、材料力学、计算机等，各项技术的融入，进一步加快了采油工程技术的智能化进程。

在智能技术的调控下，可以有效控制油井产量，提高原油采收率，推动我国经济稳定增长。

关键词：采油工程；技术；智能化随着我国科技水平的快速发展，智能技术在各个领域得到广泛应用。

当前我国石油工程取得了良好的发展，智能采油技术的应用为促进我国经济发展提供了石油能源保障，当前国家及社会十分关注智能采油工程。

随着科技的不断进步，智能化技术在采油作业中得到良好应用，其为促进我国采油工程的发展奠定良好基础。

采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称，采油工程技术是实现油田开发方案的重要手段，是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。

由此可见新技术、智能设备以及自动化系统在采油工程中的应用价值更高。

一、目前采油工程技术存在的问题随着时代的更迭变化和现代化进程的加快，传统的采油工程技术已经无法满足油田开发需求，油田开发应用的技术比较多，其中，大泵提液技术的应用难度越来越高。

大泵提液技术需要用到有两种类型的泵，适用的范围不同，受外界因素影响，比如，施控注压开采，会降低油藏的供液能量，使大泵提液无法正常运转，严重情况下还会损坏抽油系统，有些井液供应不足，虽然采取了一定的供液恢复措施，但取得的效果不怎么理想。

斜井有杆泵抽油系统的设计优化[概述] 随着石油工业的发展，由于提高采收率的需要和地面环境的限制，斜井在油田开发中的作用越来越重要。

目前，有杆抽油在斜井生产中还是最主要的举升方式。

关于斜井的有杆抽油系统设计很多是基于直井的考虑，通过经验方法在狗腿度和观察偏磨位置加装扶正器。

这会导致较大的计算误差和错误的设计。

随着井斜轨迹的趋于复杂，对于有杆泵的设计的研究也迅速发展。

本文通过RODSTAR软件的使用，通过实例分析，介绍了斜井有杆抽油设计中的一些方法和技巧，在生产实践中取得了良好的效果。

[关键词]有杆抽油；波动方程；斜井；偏磨；扶正器；加重杆自60年代以来，Gibbs提出了一维粘性阻尼波动方程，为有杆抽油系统的预测和诊断技的计算机仿真技术奠定了基础，该模型在垂直油井的应用取得了良好的效果。

在此基础上，国内外许多学者做了大量研究，建立了一些斜井的有杆抽油系统模型。

RODSTAR是美国THETA油田服务公司在Gibbs提出的三维波动方程的基础上开发的有杆抽油系统设计和预测软件，本文结合该软件的使用，探讨了斜井有杆抽油系统设计中应该注意的问题，在实际生产中取得了良好的效果。

数学模型九十年代Gibbs提出了适用于斜井的有杆抽油系统动态特征预测的三维波动方程（公式1），该模型充分考虑了模拟了了斜井中的抽油杆的动态特征、阻尼和杆管的库伦阻力，可用于斜井有杆抽油系统的预测、设计和诊断。

（1）（2）其中模拟惯性，表示声波在抽油杆的传播速度，模拟弹性变形沿抽油杆以传播，g表示抽油杆的重力。

为阻尼因子，阻尼被认为是一个与抽油杆各点传播速度与的乘积。

实际应用中，阻尼因子是一个速度相关的可以调整的效应，是系统能量由于液体摩擦的损失。

表示库伦摩擦力，库伦摩擦与运动方向相反，受轴向力和井轨迹控制，但是与运动速度无关。

图1 计算库仑力和不计算库仑力的示功图对比三维波动方程是一个较为精确的可用于斜井有杆抽油系统的数学模型，最新的RODSTAR软件在此基础上，充分考虑了油管和液柱对有杆抽油系统的影响，结合抽油机结构参数和悬点运动规律的描述，适用于各种型号的抽油机。

有杆泵抽油系统软件设计 技术手册及操作手册一、技术手册根据SY/T5873.1-93、SY/T5873.2-93标准和油井产能预测及生产或试油情况，结合有杆泵工艺技术水平和实践经验，进行有杆泵抽油系统设计。

（一）下泵深度计算根据SY/T5873.1-93标准推荐方法计算有杆抽油泵下泵深度：（1）（2） )1(w o w w l f f -+=ρρρ （3） 式中：L p —下泵深度，m ； H —油层中部深度，m ；P wf —流压，Pa ； f w —井液初期含水率，f ； ρl —井液密度，t/m 3 ρw —水密度，t/m3，一般取1.0ρo —地面原油密度，t/m3γl —井液重度， N/m 3；（γl =ρl ×9800） R t p —生产油气比，m 3/m 3；P b —饱和压力，Pa ；P sc —泵挂深处压力，Pa ； P sc —标准状况压力，取101×103Pa ； t —泵挂深处井温，℃；β—要求的泵充满程度，无因次小数，取0.4~0.6。

以上公式中，油气比对下泵深度影响较大。

参考计算结果，结合油田实际生产情况，可对泵深进行适当调整，使其更能满足实际生产需要。

（二）有杆泵抽汲参数优选根据《采油工程手册》推荐方法对抽油参数进行优选。

为减轻抽油杆柱的疲劳，减少弹性变形影响和冲程损失，原则上按抽油机最大lswf p p p H L γ--=293/)273)(1()1/1(293/)273)(1(t f p R p t f p p R p w sc tp b w b sc tp s +-+-+-=β冲程来初选冲程。

用加速度因子（C ）计算初选冲数（n ），冲数由下式计算：（4）在选择冲程和冲数时一般要保证C< 0.225。

根据“长冲程、低冲次、合理泵挂、较高泵效”的原则，结合油田试采生产情况或生产实践经验，优选抽汲参数。

常规情况下以最大冲程、中等冲次为原则，对稠油或较深泵挂井，应以最大冲程、较低冲次计算得出。

题目：斜井有杆泵及井下工具的研制中文摘要全国用电量50%以上的交流电动机一般都是按照最大负载下能正常工作为条件来选用的。

但在实用中，诸如油田抽油机却经常在重载、轻载甚至在空载下运行，因而电动机的负载率低，效率不高，电能的浪费十分严重。

若能根据抽油机负载变化自动改变电动机的端电压，从而使电动机工作在最佳状态，达到低损耗、高效率节约电能之目的，其实用价值将是重大的。

在油田生产中，游梁式抽油机是使用最多的耗能设备，其拖动电机的负载率普遍较低，造成很大的能源浪费，采用节能型电机控制箱可提高抽油机电机的效率，各种节能型抽油机控制箱已在油田内应用，并取得了较好的节能效果。

分析了抽油机电机运行效率低的原因，介绍了目前常用的节能型抽油机控制箱的原理及使用情况，并对节能型抽油机控制箱的发展作了展望。

关键词：油井偏磨有杆泵斜井目录中文摘要.................................................... i i 目录..................................................... i v 第1章前言.. (1)第2章油井偏磨因素及偏磨机理研究 (4)2.1偏磨井现状 (4)2.1.1磨井情况调查 (5)2.1.2防偏磨工艺技术现状 (6)2.2影响油井偏磨的因素 (7)2.2.1井斜 (7)2.2.2油井工况 (7)2.2.3产出介质 (8)2.2.4管、杆等的材质和加工工艺 (9)2.3偏磨产生的机理 (9)2.3.1斜井或井筒曲率半径小引起的偏磨分析 (10)2.3.2抽油杆及加重杆压杆稳定性分析 (10)2.4国内外偏磨技术的研究与应用 (15)2.4.1 TM扣特殊螺纹接头 (15)2.4.2抽油杆导向器 (16)2.4.3连续抽油杆 (16)第3章斜井抽油泵的研制 (18)3.1 研发基本情况 (18)3.1.1结构设计 (18)3.1.2性能特点 (19)3.1.3工作原理 (20)3.2参数设计计算 (20)3.2.1活塞的水力损失计算 (21)3.2.2克服弹簧阻力做功的水力损失： (22)3.3强度校核 (23)3.3.1泵筒有关部件的强度校核 (23)3.3.2活塞有关部件的强度校核 (24)3.4技术参数及室内实验 (26)3.4.1斜井泵技术参数 (26)3.4.2技术指标 (26)3.4.3室内试验 (26)第4章配套工具的研制 (28)4.1抽油杆扶正器 (28)4.2抽油杆防脱器 (30)4.3柱塞旋转工具 (30)4.4油管旋转器 (30)4.5斜井参数优化设计软件的研究 (31)4.5.1油井轨迹拟合 (32)4.5.2杆柱受力分析 (32)4.5.3数学模型的建立和求解 (34)4.5.4软件的功能 (35)4.5.5软件的特点 (36)第5章现场试验 (37)5.1现场试验 (37)5.1.1概况 (37)5.1.2选井条件 (37)5.1.3典型井例分析 (38)5.1.4经济效益 (39)第6章结论 (40)致谢...................................... 错误！未定义书签。

油井方案优化设计摘要：油井方案优化设计的目的就是要选择与油井特性相适应的抽汲设备和参数，按选定方案施工，以便充分发挥油层和抽汲设备的潜力，使油井在高产量、高效益下安全生产。

本文介绍了“油井方案优化设计”软件的编制与应用方法，展示了优化设计软件的应用前景。

关键词：油井;方案;供排协调;优化设计1 引言影响油井开采效果的因素是多方面的，其中与油井的采油工艺设计水平有很大关系。

设计不合理，作业实施后，就不能确保油井合理正常的生产，不但不能充分发挥油层或抽吸设备的潜力，而且还会影响检泵周期。

因而做好设计意义重大。

传统的凭经验出设计的方法，人为因素多、误差大，容易造成一些不必要的损失。

为提高油井采油工艺设计水平，我们开发了这套油井方案优化设计软件，主要包括：电泵井、抽油机井、抽稠泵井、混合杆柱井等生产系统方案的优化设计软件，这些软件都不同程度的在胜利油田投入了实际应用，不仅提高了采油工艺方案设计水平，同时为实现油井管理由经验型向科学管理型的转变，提供了一种有效的手段。

2 技术理论与数学模型油井方案优化设计是以油井生产系统为研究对象，以油井供排能力（IPR曲线）为依据，以整个系统的协调为基础，采用节点系统分析的方法，在充分研究油层、井筒、排出系统工作规律、相互作用和其对油井生产动态影响的基础上进行设计的，各部分都采用了较为先进的数学模型与计算方法。

2．1流入动态计算准确预测油井的产能是油井生产系统优化设计的前题。

该系统中采用的产能预测方法是以广义IPR方法为基础，同时充分考虑到现场中的使用条件，并根据能录取到的油井资料情况，采用多种方式来预测油井的产能，其数学关系可表示为：Q=F（Pwf）式中：Ｑ——油层的产液量Ｐwf——井底流压2．2压力分布计算流体在井筒中的流动以及在油管中的流动为多相垂直管流（有杆泵泵上油管中的流动为多相垂直环空流），其压力分布采用目前被广泛应用且较为精确的orkiszewki方法进行计算。

河南油田有杆抽油系统优化设计研究摘要：河南油田经过30多年的开发，取得了良好的勘探开发效益，常规有杆抽油一直是最为广泛应用的一种统机械采油方式，但由于有杆抽油系统能耗严重，效率普遍偏低，因此需要提高抽油系统效率，降低石油开采成本，以实现高效经济采油。

关键词：抽油杆抽油系统效率高效采油前言目前我国大部分油田已进入注水开发时期，油井的含水量逐年上升，要提高原油产量，必须加大提升井液的能力。

而机采的优化与节能成为亟待解决的问题之一。

若单井系统效率提高10%以上，对降低原油成本和提高企业经济效益具有重要意义。

1有杆抽油系统优化目的及意义1.1 目前国内机械采油现状常规有杆抽油一直是最为广泛应用的一种统机械采油方式，也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式，按最新资料统计，国内有杆抽油的系统效率以大庆油田为最高达30%，胜利油田为24%，也就是说整个系统工作过程中有70%以上的能量做了无用功，造成了大量的浪费。

根据实验井测试数据一般常规抽油机的理论系统效率可达到50%～65%，但把油井实测效率与理论效率相比，一般差一倍以上，有很大的节能增效潜力。

因此国内外的技术专家在游梁式抽油机改造、设计新型节能抽油机方面进行了大量的研究工作，设计制造出了一批节能型抽油机也都取得了不错的效益。

现在有杆抽油系统优化设计方面还是依然存在许多问题，例如，杆杆设计不合理、电动机不匹配、供采不平衡、抽汲参数不合理。

这些都将影响了抽油系统的高效运行。

1.2 有杆抽油系统优化意义以l口井为例，系统效率为20%，油井抽油实际用功率10KW，系统效率提高1个百分点，一天节约电约220kw·h，全年节约8×104KW·h。

所以，对有杆抽油系统优化的意义是不言而喻的，通过对有杆抽油系统进行优化，可以有效降低采油用电单耗，延长油井的检泵周期，缓解目前国内能源形势日趋紧张的状况。

2 河南油田有杆抽油系统优化设计分析2.1 河南油田有杆抽油系统现状河南油田经过30多年的开发，通过精雕细刻，在提高有杆抽油系统效率方面，推广和应用新技术、新设备，使稀油机采系统效率从1990年的27.6%提高到2006年的32.73%，系统效率居于集团公司领先水平。

文章编号：1000 − 7393(2023)03 − 0325 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.202303035抽油机井六维度效率因数评价方法吴虞1,2 冯子明3 蒋国斌4 李琦4 孙桐建41. 东北石油大学机械科学与工程学院；2. 大庆油田有限责任公司开发事业部；3. 温州大学机电工程学院；4. 大庆油田有限责任公司采油工程研究院引用格式：吴虞，冯子明，蒋国斌，李琦，孙桐建. 抽油机井六维度效率因数评价方法［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（3）：325-331,392.摘要：为了解决油田中后期开采阶段低产、低效井占比高，采用节能措施后依然有部分油井系统效率低于10%，现有评价指标和体系无法判断抽油机井的节能潜力空间问题，通过人工举升理论与实测生产数据分析，提出效率因数概念和六维度因数评价方法，包括动力因数、传动因数、井封因数、杆柱因数、气举因数和泵送因数等新概念，并建立了效率因素计算公式、评价指标及评价方法。

油田现场应用330口油井的测试数据表明，六维度效率因数评价方法能够判断出抽油机井各节点的节能潜力空间，并给出针对性优化措施和优化流程，油井系统效率显著提高。

建立的六维效率因数评价模型，完善了抽油机井节点节能潜力计算的理论公式，为油田节能管理提供了一种科学技术方法。

关键词：抽油机井；六维度因数；效率因数；油井效率；人工举升；节能中图分类号：TE355 文献标识码： ASix-component efficiency factor evaluation method for pumping wellsWU Yu 1,2, FENG Ziming 3, JIANG Guobin 4, LI Qi 4, SUN Tongjian 41. School of Mechanical Science and Engineering , Northeast Petroleum University , Daqing 163318, Heilongjiang , China ;2. Development Department of PetroChina Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163000, Heilongjiang , China ;3. College of Mechanical and Electrical Engineering , Wenzhou University , Wenzhou 325399, Zhejiang , China ;4. Oil Production Engineering Research Institute , PetroChina Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163453, Heilongjiang , ChinaCitation: WU Yu, FENG Ziming, JIANG Guobin, LI Qi, SUN Tongjian. Six-component efficiency factor evaluation method for pumping wells ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(3): 325-331, 392.Abstract: This research intends to deal with the high proportions of low-production and low-efficiency wells, the presence of oil wells with energy efficiency below 10% even after performing energy-saving treatments, and the failure of the current evaluation indicators and system to clarify the energy-saving potential of pumping wells. Based on the artificial lifting theory and analysis of production data, the concept of the efficiency factor was proposed, and the six-component efficiency factor evaluation method was developed, including the factors of power, transmission, packers, rod-string, gas lifting and pumping. The calculation formula of the efficiency factor, and the evaluation indicators and methodology were developed. The application of the presented method to 330 oil wells shows that this method can clarify the energy-saving space at each node of pumping wells and provide case-specific optimization treatments and workflows to considerably improve the oil well efficiency. The developed six-component efficiency factor evaluation基金项目: 国家自然科学基金“变速驱机-杆-泵全耦合动力学行为及优化运行节能机理研究”(编号：51774091)。

安塞油田深抽配套技术优化及应用【摘要】针对安塞特低渗油藏开发现状及存在的主要问题进行介绍，并对近年深抽工艺优化对策和应用进行探讨，总结出了使用于安塞特低渗油藏低产井深抽主体工艺配套技术。

通过现场引用和总结改进，取得较好的经济效益。

【关键词】特低渗油藏；深抽配套工艺；应用效果一、前言安塞油田开发主要采用机械采油技术。

截止2012年底，有杆泵采油井5335口，占总井数的99.4%。

近年来随着油田的扩展，油藏类型增加，针对不同的油藏及井况特点，安塞油田有杆泵采油技术得到很大的发展，一系列的深抽配套新工艺、新技术为特地渗透油田经济有效开发提供很好的保障。

二、开发现状随着近年产建向超低渗透等油藏扩展，油藏物性变差、油层中深逐年变深、低产低效井增多。

常规的深抽工艺不能满足油田发展的需要，主要问题为：（1）低产井增加，供排不匹配；（2）随着泵挂变深，冲程损失和泵漏失量也加大；（3）由于泵挂变深，杆柱负荷增大，造成抽油杆断脱；（4）定向井增加，井斜变化大，油井偏磨严重；（5）部分油藏脱气，气体影响严重。

三、深抽配套技术优化对策在深抽工艺技术实施过程中，针对生产中存在的突出矛盾，从抽油杆、抽油泵、抽油机及配套技术等四方面进行了深入研究和配套应用，优选出了适应不同类型油藏的举升工艺配套技术。

针对井筒特点实施降杆径、降泵径、降载荷、提强度等措施，确保了深抽工艺的顺利开展。

四、应用情况及效果1、小直径泵应用安塞油田低产低效井1400余口，平均泵效仅18.6%。

通过优化地面参数来提高泵效，已经不能目前的生产需求。

考虑地面参数和泵深不变的情况下泵径越小，泵的漏失量越小、泵效越高，通过现场试验和推广Ф28mm小杆径泵。

（1）Ф28mm小杆径整筒泵的应用Ф28mm整筒泵柱塞长度和泵筒长度与Ф32mm相同，不会影响抽油机冲程，另外Ф28mm整筒泵漏失量小于Ф32mm整筒。

在低液面井使用过程中减少液击现象，增加泵的充满程度，有效提升了泵效和系统效率。

新井井别方案计算机辅助策划软件的开发及运用摘要：新井井别方案辅助设计软件是通过计算机技术，利用最新的编程语言实现新井井别方案的设计，软件应用中油股份公司统一数据库标准，可在屏幕上绘制出所要进行井别设计的井位图，在屏幕绘出的井位图的井位上通过控制鼠标进行井别设计，在屏幕上绘制区块的连通图，根据设计的新井井别通过一系列的数据加工处理，形成每一套方案的综合指标数据。

可在图形方式下进行各种综合指标数据的查询、基础数据库的查询及每一套方案单井各项数据的查询，能够实现任意套方案的设计，对已完成设计的多套方案进行优选排序，并将结果输出打印，同时可以导成方案文本所需要的电子表格形式输出。

此软件的应用提高了方案设计的科学性及准确性，使油田开发更加合理，提高油田的采出程度。

大大地减小了开发方案设计人员的劳动强度，使方案设计人员从大量的统计工作中解脱出来，把更多的精力用于油田开发分析，对我厂科学开采及重上百万吨有着重要的意义。

关键词：方案；图形；设计；优选中图分类号：TP311.52朝阳沟油田开发已二十多年，井别方案设计是油田投产前的一个重要环节，它在油田开发中起到重要的作用。

目前我厂新井油水井别设计主要靠人工来完成，在有限的时间及人力范围内每出一套正式的方案只能在四至五套内进行优选，主要的时间及精力花费在繁杂的数据统计上，不能够编写更多的预选方案供选择，随着我厂重上百万吨，需要新开发的区块增加，每年新投产井的井别方案增加，井别方案设计在我厂可持续发展的过程发挥出更重要的作用，因此，采用计算机来进行井别方案辅助设计，在同等的时间、人力少的情况下会出更多套可供选择的方案，提高方案设计的科学性，使油田开发更加合理。

在我厂可持续发展的过程中有着非常重要的意义。

计算机软件实现井别设计的指导思想是利用最短的时间，提供任意套井别方案，最大限度地减少开发人员的工作强度，提高油田开发人员的工作效率，提高方案设计的科学性。

1 数据库结构及编码设计数据来源于股份公司统一标准的数据库，采用标准的数据库字段代码，做到数据库结构及代码统一标准，在标准的数据库基础上开发软件有利于软件的推广及应用，有利于软件的集成及整合。

抽油机井系统效率优化设计软件在油田开发中的应用摘要：在油井生产中，为达到节能降耗、提高系统效率的目的，采用了抽油机井系统效率优化设计软件，建立了抽油机井系统的动态模拟模型，并对其进行了模拟和计算，从而进一步完成了抽油系统的优化设计。

随着油田开发程度的提高，采油机井的生产效率逐渐下降，通过对抽油机井设备本身和抽汲参数的对比和综合分析，总结出了影响抽油机井系统工作效率的诸多因素，并提出了相应的技术措施。

关键词：抽油机井；系统效率；优化软件引言在ORACLE的基础上，利用ORACLE的数据结构，对不同的用户功能进行分级授权。

该系统具有一般查询和高级查询功能，主要完成对抽油机井参数的灵敏度分析，并以此为依据，对地面和井下效率进行了一些经典、经验和现代方法。

因此，深入研究和推广机采系统效能技术，对提高油田开发经济效益和节能降耗具有十分重要的作用。

一、抽油机井系统效率优化设计软件结构及功能该软件主要包括数据管理、油井分析、参数优化模拟、系统管理四大功能模块。

◇数据管理：实现手动输入、ORACLE数据仓库的调用、自动采集；◇井下分析模块：完成井下状态诊断、参数敏感、系统效能分析；◇参数优化模拟模块：对抽油机斜、直井进行优化设计；◇系统管理模块：主要用于系统的维护和维护，由于系统的安全问题，只有软件管理员有权限维护和管理软件，其他的应用人员是无法可及的。

（一）数据管理由于此模块的产能预测和优化设计涉及大量的操作参数，为了便于用户操作和加快计算速度，将其分为人工录入、批量上传和ORACLE三个阶段进行。

在大量的上载和ORACLE数据的输入中，数据可以快速地上载，但是由于输入的数据常常不完整，所以需要手工记录。

手动录还包括了生产数据和井况数据。

（二）生产数据生产数据是以日产液，日产油，日产气，套压，油压，动液面，井口温度，含水率，含砂率等指标进行统计分析。

（三）井况数据井况资料是指现有的油泵、油管、电动机、抽油杆等与泵深、油层中深、冲程、冲程、平衡状况等相关的资料。

定向井的抽油杆优化设计与应用X齐　申(大庆油田第九采油厂,黑龙江大庆　163318) 摘　要:从计算抽油系统效率入手,分析影响系统效率的因素,依据采油参数对系统效率的敏感性,选择出最优的机-泵工作参数;并结合定向井井身轨迹特点,建立定向井三维井眼中杆柱轴向载荷计算数学模型,确定出合理的杆柱组合;分析抽油杆的变形和失稳,给出加重杆、扶正器间距和防脱器安放位置的计算方法;最后通过具体实例,阐述定向井抽油系统优化设计流程,并对优化设计的结果进行详细分析,得出相关结论,该结论可以对定向井抽油系统设计起到十分重要的指导意义,其设计结果能够有效地减少杆柱偏磨达到提高效率之目的。

关键词:定向井;系统效率;采油参数;抽油杆柱;优化设计 中图分类号:T E933+.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0005—03 因地质和环境因素的需要,目前各大油田定向井占有越来越大的比例,而定向井特殊的井身结构,使得井筒中杆管受力状况、泵工作环境都要比直井复杂得多,抽油系统设计难以符合现场,常常引起管杆偏磨、断杆、断脱现象,造成抽油系统效率低下,生产成本增加[5]。

为此,本文以提高定向井抽油系统效率为目标,优化采油参数,展开杆柱组合、扶正器间距、加重杆和防脱器设计方法研究,将可以使系统安全有效的工作,达到提高效率的目的。

1　抽油系统效率计算抽油机系统效率分为两部分,即地面效率和井下效率[1]。

以光杆悬绳器为界,悬绳器以上的机械传动效率和电机运行效率的乘积为地面效率;悬绳器以下到抽油泵为井下效率,即:G=G地×G井=P水P光×P光P入(1)水力功率是指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率,可用下式计算:P水=QLg86400=Q t Q1Lg86400G p(2)光杆功率就是通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率。

P光=W1sn60×1000(3)输入功率与电动机型号有关,电动机根据负荷电流或扭矩的变化规律,按均方根求出等值电流或等值扭矩来计算,国内学者根据油井扭矩曲线的峰值,建立了最小输入功率经验公式:P入=n[1800s+0.202s(P max-P min)]14338(4)从(1)-(4)式可以看出,影响系统效率的参数较多,与泵径、泵深、冲程和冲次息息相关,因此只要优化这些采油参数就可以达到提高系统效率的目的。

油井延长检泵周期配套技术及应用近年来，为提高油田开发效益、延长检泵周期，在注重井筒综合治理、强化技术管理方面做了大量工作，检泵周期上升316 d，这一成绩的取得，主要是采取了以下措施 :1.杆管扶正防磨技术引进"定向井诊断及优化设计软件"，通过应用三维空间分析，建立科学先进的定向井模型，进行定向井的故障诊断和优化设计，具有钢杆柱、玻璃钢和钢杆混合设计及故障诊断功能，并能形象地描绘出三维井身曲线图。

2.防断脱工艺技术管串的断脱是影响油井检泵周期的主要原因，针对这个问题近年来进行了以下方面的改进:(1)改进油管挂短节。

采用 N80 加厚工具油管加工管挂，有效地减少了油管漏失、脱扣。

(2)改进了滑杆。

增大滑杆杆体，由原来 16、19 增大到 22。

(3)改进游动凡尔罩。

一是与滑杆连接扣型由M16×1.5 改为 M18 ×1.5，二是加厚凡尔罩壁厚，承载面积增加 1/3。

(4)规范使用方卡子。

保证光杆受力均匀不弯曲，延长盘根寿命，减少断脱。

(5)推广标准光杆。

25 标准光杆截面积较原来 22抽油杆增大33%，且表面经过了特殊加工处理，效果较好。

(6)应用加重杆技术。

针对泵挂较深，抽油杆柱下部断脱频繁的情况，采用 38 专用加重杆或用22抽油杆替代加重杆后，抽油杆柱下行阻力减小，下部断裂的几率下降89 .7%。

3.清防蜡工艺技术针对部分油井结蜡严重问题，坚持"以防为主，以清为辅，清防结合"的主导思想，积极探索适合不同油田的清防蜡技术。

通过以液体防蜡剂为主、热洗清蜡为辅，固体防蜡、磁防蜡、注塑防磨杆清蜡为补充的清防蜡工艺的应用，油井平均清蜡周期由初期的不足 100 d延长到目前的 400 d 以上。

3.1液体防蜡技术。

最初采用 KY-3 清蜡剂清蜡技术，虽然取得了一定的效果，但密度小，不易与油水混合，直接影响清蜡效果。

开展以 PR-PI -C3 液体防蜡剂为主的防蜡技术，使油井自然结蜡检泵周期由原来的120 d 延长到目前的 330 d 以上，取得了很好的效果，目前 PR -PI -C3 液体防蜡剂在多口油井得到了广泛的应用。

计算机优化压井开环控制软件系统研究及应用尹邦堂;李相方;隋秀香;任美鹏【摘要】The choke valve adjustment in field was mainly relied on technicians' field experience due to the limit of drilling technology and lack of advanced well control equipment. There is certain subjectivity and blindness and prone to large errors which result in formation leakage and overflow. All these may cause complexity of downhole pressure system, thereby adversely affecting the safety killing time, and may lead to accidents. The real-time pressure monitoring module is established using gas-liquid two-phase flow theory, and an open-loop well killing system was developed. The paper describes working principle of this system. The software design and implement of the following modules were introduced, including prevention fracturing formation, prevention casing shoe broken down, prevention choke valves and associated equipments damage, and prevention pumping equipment damage. The application of this system in CPOE3 drilling platform of Petrochina shows that it is safe and reliable. Its calculation and analysis are correct. The in time response, decisive command and accurate execution meet the expectation.%由于钻井总体技术水平的制约,及缺少先进的井控装置,油田现场主要依靠技术人员的经验判断进行节流调节.但是,这样的操作具有很大的差异性,且存在一定的主观性和盲目性,极易造成地层被压漏或发生溢流,导致井下压力系统复杂化,贻误安全压井时机,并可能酿成事故.基于气液两相流理论,建立了压力实时监测模板,并利用各项技术形成了计算机优化压井开环控制系统.阐述了该系统的工作原理,详细介绍了溢流压井中防地层破裂监测模板、防套管鞋处压裂监测模板、防节流相关装备损坏模板、防泵入相关装备损坏模板等的软件功能设计与实现.该系统在中国石油CPOE3平台进行了模拟开环控制试验,结果表明,该系统计算分析能力强、安全可靠,在压井过程中反应及时、命令果断、执行准确,取得了预期效果.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2011(039)001【总页数】5页(P110-114)【关键词】计算机控制;溢流;压井;实时监测;模板【作者】尹邦堂;李相方;隋秀香;任美鹏【作者单位】中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京,昌平,102249;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京,昌平,102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京,昌平,102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京,昌平,102249;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京,昌平,102249【正文语种】中文【中图分类】TE319钻井平台上的节流控制箱作为压井过程中的重要控制机构，由技术人员通过操纵节流控制箱上的手柄或旋钮，控制节流阀的开度，来实施压井操作[1]。

电潜泵井生产系统优化设计软件简介电潜泵井生产系统优化设计软件简介“电潜泵井生产系统优化设计”软件是为解决电泵井合理开采这一重大的技术、经济问题而研制开发的。

该软件是以油井生产系统的整体为研究对象，以油井供液能力为依据，以供、排协调理论为基础，以提高油井开采的整体效果为目的，采用节点系统分析的方法，在充分研究油层、井筒、排出系统的工作规律、相互作用和其对油井生产动态影响的基础上研制开发的，一方面体现了潜油电泵采油技术的最新理论研究成果，同时又充分考虑到矿场中的使用条件，实现了比较完美的统一。

该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长的过程，从1991年自主开发成功以来，在实际应用的过程中不断的进行着改进和完善。

倾注了软件开发人员十几年的心血和汗水，同时凝聚了采油工程系统有关专家和广大的现场应用人员的经验和智慧。

2007年又经历一次重大的改进过程，融入了众多电泵专家的意见，软件的品质又有新的提高，有比较高的成熟度。

目前已经具备了大范围推广应用的条件。

以深厚的技术底蕴、丰富的业务内涵、数千井次实际应用的实践检验，表达了软件系统优良的适用性、可靠性、成熟性和巨大的经济收益，为提高电潜泵井方案设计水平、实现油井管理由经验型向科学管理型的转变，提供了一种有效的工具，达到了国内领先水平，受到推广应用油区技术人员的青睐。

电潜泵井生产系统优化设计软件编制遵循《商业化软件编制规范》，按照软件编制结构化、模块化原则，考虑了软件的准确性、实用性以及健壮性要求。

该软件运行可靠，操作十分方便，工程化、实用化程度较高；具有简洁的汉化提示功能，具有目前盛行的Windows 软件风格，用户界面友好。

优化设计的目的就是要择与油井特性相适应的抽汲设备和参数，按选定方案施工，以便充分发挥油层和抽汲设备的潜力，使油井在高产量、高效益下安全生产。

对于电泵井，主要用来选择泵型号、叶导轮级数、电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需的电压等。

基于的有杆抽油系统效率仿真与优化软件开发的开题报告一、选题背景及意义随着石油工业的迅猛发展，油田资源的开采难度也随之逐渐增加。

在油井的日常运行中，有杆抽油系统扮演了至关重要的角色，其运转效率的高低直接决定了油井产量的大小。

因此，对于有杆抽油系统进行效率仿真和优化已成为提高油田开采效益的重要途径。

同时，随着计算机技术和信息化程度的提高，使用计算机模拟和优化手段来解决这一问题受到了广泛关注。

现有的有杆抽油系统效率仿真软件大多采用本地应用方式，存在界面较为简陋、扩展性不够强等缺点，不符合现代软件开发的要求。

为此，本项目基于平台，以B/S架构为基础，开发一款面向网络的有杆抽油系统效率仿真与优化软件，具有运行效率高、扩展性强、易用性好的特点。

二、研究内容1. 设计有杆抽油系统的数学模型，并实现相关的效率计算算法。

2. 采用平台，利用C#语言开发效率仿真软件，实现有效地显示已有数据，较为方便地添加新数据，并实现导出数据等功能。

3. 采用Web API 技术集成优化算法，实现在线应用程序，优化有杆抽油系统，同时对比不同优化后的效果，生成并输出数据对比图表。

三、研究目标1.开发一款基于平台的有杆抽油系统效率仿真与优化软件，实现对有杆抽油系统行业数据考察、模拟，进一步预测其性能并进行优化，提高其效率。

2.通过研究和开发，为有杆抽油系统的建设和维护提供技术支撑和帮助，进一步推动油田工业数据化、智能化、优化化建设的进程。

3.提高本人的技术水平和实践能力，进一步加深Web应用、算法等方面的理论与实践应用。

四、研究方法1.收集和整理有杆抽油系统行业数据和研究文献，对其进行整合和分析，确定有杆抽油系统效率仿真与优化软件的功能和特性。

2.设计有杆抽油系统的数学模型，实现其运行效率的计算算法。

3.采用平台开发软件，并通过Web API技术实现优化算法的集成。

4.使用一系列测试工具验证软件的正确性和完整性，检查软件的效果和性能表现。