一种基于单螺杆泵井沉没度的转速计算方法与流程

本发明涉及油田用螺杆泵举升采油技术领域，尤其涉及一种基于单螺杆泵井沉没度的转速计算方法。

背景技术：

目前国内油田采用的人工举升方式很多，应用最多的是抽油机举升方式，第二多的就是螺杆泵举升方式，螺杆泵采油系统由于其尺寸小，质量轻，维护、管理方便，地面设备简单、紧凑，一次性投资低、能耗低、系统效率高等优点，日益受到人们的重视，并在油田逐步得到推广使用。特别是在开采高粘油、高含砂量和高含气量的原油中，螺杆泵更具有独特的作用，其工业应用率在不断地扩大。

但是螺杆泵在应用过程中也存在一定的不足：一是由于螺杆泵是抽油杆柱旋转做功，和抽油机井杆柱上下做功不同，以往抽油机井的优化设计模型对于螺杆泵不适用，造成机、泵、杆工艺设计仅凭经验操作，缺少足够的科学依据，造成工况不合理，存在烧泵、抽油杆偏磨、系统效率低现象；二是在现场的实际操作中，螺杆泵转速的大小就是一个需要确定的数值，没有成熟的可以借鉴的指导公式，转速需要多少合适？没有一个科学的依据。

相关术语解释如下

螺杆泵：是单螺杆式水力机械的一种，是摆线内啮合螺旋齿轮副的一种应用。螺杆泵的转子、定子副(也叫螺杆——衬套副)在空间形成封闭腔室，并随着转子的转动作轴向移动，将其中的液体从一端输送到另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。

地层流压pf：油(气)井在正常生产时所测得的油(气)层中部的压力叫流动压力，也叫井底压力，简称流压。流入井底的油气就是靠流动压力举升到地面，因此流动压力是油气井自喷能力大小的重要标志。

单井产量：是指油田上单个油井每天的产出的液量，单位是m3/天。

ipr曲线：表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线(inflowperformancerelationshipcurve)简称ipr曲线，又称指示曲线(indexcurve)。就单井而言，ipr曲线是油气层工作特性的综合反映，因此它既是确定油气井合理工作方式的主要依据，又是分析油气井动态的基础。

5.其他字母的含义为：式中q—螺杆泵单井的实际排量，m³/d；

qmax—地层流压为零时的最大产量，m³/d；

ps—平均地层压力，mpa；

pf—井底流压，mpa；

q排—螺杆泵的每天理论排量；

q供—地层的供液能力；

h—井的沉没度；

s—油套管之间的截面积；

η—泵效；

i—生产天数；

q—为螺杆泵的型号

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于单螺杆泵井沉没度的转速计算方法，解决现有技术中存在的问题，具体方案如下：

一种基于螺杆井沉没度确定转速的计算方法，包括如下步骤，

第一步：开始

1-1、输入螺杆泵井的单井参数，分别是地层流压pf和螺杆泵井的产量数据q，

1-2、在步骤1-1的基础上，通过油层的流入动态(ipr曲线)的绘制通过绘制的曲线求解qmax。

1-3、在步骤1-2的基础上，提取油层流入的最大产量qmax，判断qmax与1-1步骤中输入的q值的大小；

第二步：求得地层供液能力q供

2-1、当判断结果为是后，输入输入螺杆泵单井的技术参数(η、q排、i)，当判定为否时，则继续转入步骤1-1；

2-2、依据公式通过设定h，计算螺杆泵井理论排量与地层供液能力的关系；

2-3、由公式q排＝1440×q×n×10^-6来确定螺杆泵井理论排量与转速的关系；

第三步：确定螺杆泵转速

3-1、确定螺杆泵转速，在步骤2-2判定的基础上，依据该井的ipr曲线，确定转速的公式为：

本发明提供一种基于螺杆泵井沉没度的转速确定方法，在此公式中有几个变量，它们是q供、n、h。其中通过计算和分析可以确定q供，于是就只有n和h是未知的，但是我们可以看出n和h具有一一对应的关系，既当确定了一定数值的沉没度时，就相应的确定了此螺杆泵的转速。当开始正常生产时，就确定了某一口井的泵型q，同时正常生产时的泵效可以随时掌握，这样依据此公式就可以确定合理沉没度下相应的螺杆泵转速。也可以在确定沉没度的范围的情况下，确定螺杆泵的转速范围。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要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为本发明的算法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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做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。

参照附图1所示，本发明型设计的基于螺杆泵井沉没度确定转速的算法主要应用于油田企业的采油生产现场，该算法的具体步骤是：

第一步：开始

1-1先对地层的供液关系和螺杆泵井的生产状况进行一下分析。地层的液量流入井筒，螺杆泵实现举升，从而实现抽汲液体的目的。输入螺杆泵井的单井参数，分别是地层流压pf和螺杆泵井的产量数据q

1-2依据ipr曲线(公式如下)的分析，根据每天的量油情况和液面变化情况，就可以推算出某一流压下的地层供液能力。

油层的流入动态用ipr曲线来描述,最简单的是vogel方程：通过绘制的曲线求解qmax。

1-3在步骤1-2的基础上，提取油层流入的最大产量qmax，判断qmax与1-1步骤中输入的q值的大小；

第二步：求得地层供液能力q供

2-1、当判断结果为是后，输入输入螺杆泵单井的技术参数(η、q排、i)，当判定为否时，则继续转入步骤1-1；

2-2、依据公式通过设定h，计算螺杆泵井理论排量与地层供液能力的关系；

2-3、由公式q排＝1440×q×n×10^-6来确定螺杆泵井理论排量与转速的关系；

第三步：确定螺杆泵转速

3-1、确定螺杆泵转速，在步骤2-2判定的基础上，依据该井的ipr曲线，确定转速的公式为：

本发明型设计的一种基于螺杆泵井沉没度计算转速的方法主要应用于油田采油生产现场。在此公式中有几个变量，它们是q供、n、h。其中通过计算和分析可以确定q供，于是就只有n和h是未知的，但是我们可以看出n和h具有一一对应的关系，既当确定了一定数值的沉没度时，就相应的确定了此螺杆泵的转速。

当开始正常生产时，就确定了某一口井的泵型q，同时正常生产时的泵效可以随时掌握，这样依据此公式就可以确定合理沉没度下相应的螺杆泵转速。也可以在确定沉没度的范围的情况下，确定螺杆泵的转速范围。

计算实例，如下表：

实例1：选择井号n2-d3-p39

应用以上公式代入数据，

得出q供＝42.1

把q供＝42.1代入公式：

得出n＝145.9

计算结果与实际相吻合。

实例2：选择井号n4-4-36。

该井调参前的转速是80r/min，液面在100米左右，长期抽不下去，调到122r/min后，监测液面，基本要抽空，最后调到103转，现生产比较平稳。应用以上公式得：

整理得q供＝85.424

把q供＝85.424代入公式

得出n＝103.05

可以看出，当沉没度在500m时，泵的转速确定为103.05转，计算结果与实际吻合较好。所以此螺杆泵在此转速下较合理。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。