Q∕SY 1455-2012 抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量推薦作法

1、Q/SY中國石油球氣翻飼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 14552012抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量推薦作法Recommendation practice for measurementof pumping oil well fluid production with dynamometer diagram2012-04-28 發(fā)布2012-07-01 實(shí)施中國石油天然氣集團(tuán)公司發(fā)布Q/SY 14552012I目 次 TOC o 1-5 h z ittfW n弓iw ni 籠i2規(guī)范性引用文件1術(shù)語和定義1基本要求2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 5抽油機(jī)井功

2、圖法產(chǎn)液量計(jì)量21計(jì)量原理22工藝設(shè)計(jì)原則 23系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成24油井產(chǎn)液量的計(jì)算 26技術(shù)要求41設(shè)計(jì)要求46.2數(shù)據(jù)采集單元43軟件要求 54數(shù)據(jù)傳輸要求 56.5數(shù)據(jù)處理單元要求67系統(tǒng)調(diào)試要求 61數(shù)據(jù)采集62數(shù)據(jù)傳輸 68系統(tǒng)維護(hù)69 其他說明7附錄A （資料性附錄）抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù) 8附錄B （規(guī)范性附錄）示功圖數(shù)據(jù)存放標(biāo)準(zhǔn)格式12附錄C （資料性附錄）數(shù)據(jù)傳輸要求16附錄D （資料性附錄）數(shù)據(jù)處理單元要求17Q/SY 14552012本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1. 12009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫給出的規(guī)則 起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油天然氣集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化委員

3、會(huì)勘探與生產(chǎn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：長(zhǎng)慶油田分公司。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：大港油田分公司、吉林油田分公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：楊瑞、辛宏、李明江、曾亞勤、黃偉、孔凡、任桂山。Q/SY 14552012Q/SY 14552012抽油機(jī)井功圖法油井產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)用于油田有桿泵抽油機(jī)井產(chǎn)液量計(jì)量，適應(yīng)于油田產(chǎn)建地面 工程建設(shè)及老油田地面計(jì)量系統(tǒng)改造。本標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施將對(duì)促進(jìn)抽油機(jī)井功圖法油井產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)的推廣應(yīng)用，以及確保在生產(chǎn) 中的正常使用起到積極的作用。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)提請(qǐng)注意，聲明符合本文件時(shí).可能涉及到與功圖法油井計(jì)量裝置內(nèi)容相 關(guān)的專利的使用。該專利持有人已向

4、本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)保證，他愿意同任何申請(qǐng)人在合理且無歧視的條款和條件 下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過 以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人姓名：中國石油天然氣股份有限公司。地址：北京市東城區(qū)東直門北大街9號(hào)。請(qǐng)注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專 利的責(zé)任。Q/SY 14552012 Q/SY 14552012 Q/SY 14552012 抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量推薦作法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油田應(yīng)用抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)進(jìn)行油井產(chǎn)液量計(jì)量的推薦做法。本標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量。2規(guī)范性引

5、用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB 501832()04石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 5()3502005油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范SY/T 00912006油氣田及管道計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范SY/T 52321999石油工業(yè)應(yīng)用軟件工程規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。1抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量 the measurement of pumping oil well fluid production with dynamometer diagram根據(jù)有桿泵

6、抽油機(jī)井工作原理.建立定向井有桿泵抽油系統(tǒng)的力學(xué)、數(shù)學(xué)模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集功圖 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求解泵功圖.通過識(shí)別泵的有效沖程，計(jì)算產(chǎn)液量的一種方法。3. 2抽油機(jī)井功 圖法產(chǎn)液量計(jì)量系統(tǒng) the measurement system of pumping oil well fluid production with dynamometer diagram使用抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)，對(duì)抽油機(jī)井生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、計(jì)算、分析， 實(shí)現(xiàn)油井產(chǎn)液量在線計(jì)量的系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))。3.3數(shù)據(jù)采集單元 data acquistion unit由載荷、位移傳感器和井場(chǎng)RTU遠(yuǎn)程控制設(shè)備組成，每口油

7、井作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元。3. 4數(shù)據(jù)傳輸 data transmission由通信設(shè)備、電纜線和安裝附件組成，指數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)處理單元之間的數(shù)據(jù)傳送、交換的 過程。3. 5數(shù)據(jù)處理單元 data processing unit由通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量分析軟件組成，對(duì)各數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān) 測(cè)和數(shù)據(jù)處理的轉(zhuǎn)油站、增壓點(diǎn)和聯(lián)合站。3. 6抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量分析軟件 the measurement analysis software of pumping oil well fluid production with dynamometer diagram根據(jù)抽油機(jī)井功

8、圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)原理，開發(fā)的具有油井產(chǎn)液量計(jì)量功能的應(yīng)用軟件(以下簡(jiǎn) 稱計(jì)量分析軟件)。3. 7載荷位移一體化傳感器 force and distance integrated sensor將載荷、位移傳感器集成在一起，實(shí)現(xiàn)載荷和位移同步采集的一體化傳感器。3. 8采集示功圖 collecting dynamometer diagram通過載荷、位移傳感器在井口實(shí)時(shí)測(cè)試的示功圖。9測(cè)試示功圖 measured dynamometer diagram使用便攜示功儀在井口測(cè)試的示功圖。4基本要求1對(duì)有桿栗抽油機(jī)井日產(chǎn)液量進(jìn)行計(jì)量。4.2系統(tǒng)誤差應(yīng)符合GB 5()3502()05的要求，應(yīng)控制在

9、10%以內(nèi)，低產(chǎn)井應(yīng)用軟件計(jì)量時(shí)，最 大允許誤差宜在土 15 %以內(nèi)。4.3系統(tǒng)的建立和設(shè)備的選擇應(yīng)符合國家、行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，并按照相關(guān)的檢定規(guī)程進(jìn)行周 期檢定和校準(zhǔn)。5抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量1計(jì)量原理計(jì)量原理見附錄A。5.2工藝設(shè)計(jì)原則5.2. 1根據(jù)油田產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模.結(jié)合油田地理環(huán)境、工藝流程，按照相對(duì)集中、方便管理、經(jīng)濟(jì)合 理的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.2.2應(yīng)以保證計(jì)量精度為前提.選擇設(shè)備、裝置和元器件等.同時(shí)需要充分考慮系統(tǒng)的運(yùn)行成本 和可操作性。5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成5.3.1采用數(shù)據(jù)分散采集、集中處理的結(jié)構(gòu)。3.2由多個(gè)數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元組成。5.4油井產(chǎn)液量

10、的計(jì)算5. 4. 1計(jì)算步驟運(yùn)行計(jì)量分析軟件，對(duì)實(shí)時(shí)采集的示功圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求解泵功圖，確定泵的有效沖程.計(jì)算Q/SY 14552012(2) #Q/SY 14552012(2) 油井產(chǎn)液量。5.4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和錄人見表1表3。表1 XXX井井身數(shù)據(jù)表序號(hào)斜深m井斜角()方位角()12表2 XXX井?dāng)?shù)據(jù)收集表井號(hào)井別層位抽油機(jī)型號(hào)泵徑mm泵掛m沖程m沖次min - 1桿柱組合(自上而下)含水%動(dòng)液面m油壓MPa套壓MPa上次檢泵日期規(guī)格X長(zhǎng)度材料等級(jí)表3 XXX井井液數(shù)據(jù)收集表原油黏度mPa s原油密度 kg/m3氣油比m3 / m35.4.3日產(chǎn)液量計(jì)算根據(jù)泵的有

11、效沖程，同時(shí)考慮到不同區(qū)塊原油物性不同，溶解氣含量不同，含氣原油脫氣體積收 縮引起的地層原油與地面原油的體積差，計(jì)算油井井口日產(chǎn)液量，見公式(1):q= 113It/2 Se n/B (1)式中：q油井井口產(chǎn)液量，m3/d;d栗徑，m；Se有效沖程，m；n沖次，min-1 ；Bi一一原油體積系數(shù)，量綱為1 o注：原油體積系數(shù)根據(jù)該區(qū)塊原油物性測(cè)取。5. 4.4日產(chǎn)液量的修正考慮到不同區(qū)塊原油物性不同，在每個(gè)區(qū)塊應(yīng)用前應(yīng)選取一些井進(jìn)行油井測(cè)試，然后經(jīng)對(duì)比分析 得出這個(gè)區(qū)塊對(duì)功圖計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，可根據(jù)油田實(shí)際應(yīng)用情況，設(shè)定修正周期，每半年應(yīng)至少修 正一次，見公式(2)公式(4)oQrQ/SY 1

12、4552012Q/SY 145520124 n，丄Sk n ,= !Q二 K q （4）式中：Q 油井產(chǎn)量，m3/d;K修正系數(shù)，量綱為1;Qr實(shí)際日單量液量，m3/d6技術(shù)要求6. 1 設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、現(xiàn)場(chǎng)施工及安裝、使用，應(yīng)按照GB 501832004, GB 503502005, SY/T 00912006 和 SY/T 52321999 的要求執(zhí)行。6.2數(shù)據(jù)采集單元6. 2.1示功圖數(shù)據(jù)采集要求：a）以單口油井作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元，同步采集抽油機(jī)井的瞬時(shí)懸點(diǎn)載荷、位移參量。b）根據(jù)油田產(chǎn)量和出液規(guī)律，確定每一口油井巡測(cè)一組示功圖數(shù)據(jù)的頻率，對(duì)低產(chǎn)井宜采用 10mm的頻率，

13、且一天采集的有效功圖數(shù)不少于110張。c）載荷與位移采集同步，不同步時(shí)間間隔=C60msod）在一個(gè)沖程周期內(nèi)等時(shí)間間隔測(cè)取數(shù)據(jù)組點(diǎn)數(shù)，6（:）ms采集功圖數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔時(shí)間15（:）ms， 200數(shù)據(jù)點(diǎn)組數(shù)250。e）采集示功圖與測(cè)試示功圖形狀相吻合。6. 2.2傳感器要求：a）宜使用具有重力加速度原理的載荷位移一體化傳感器。b）根據(jù)油井安裝游梁式抽油機(jī)機(jī)型選擇載荷、位移傳感器，防爆等級(jí)不應(yīng)低于ExdnBT4,防 護(hù)等級(jí)不低于IP65,見表4。c）與RTU有無線傳輸。d）要求一年內(nèi)應(yīng)標(biāo)定一次。e）在應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)傳感器發(fā)生漂移時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行標(biāo)定。表4載荷傳感器、位移傳感器選擇推薦表抽油機(jī)型號(hào)載荷

14、傳感器位移傳感器量程，kN精度,%F. S滿量程量程，m精度，F(xiàn). S滿量程3型抽油機(jī)0 4()0. 502. 01. 04型抽油機(jī)0 5()0. 502. 01. 05型抽油機(jī)0600. 503. 01. 06型抽油機(jī)0800. 5()3. 51. 0Q/SY 14552012 Q/SY 14552012 表4 （續(xù)）抽油機(jī)型號(hào)載荷傳感器位移傳感器量程，kN精度-%F. S滿量程量程，m精度,%F. S滿量程7型抽油機(jī)()900. 503. 51.08型抽油機(jī)0 1000. 504. 01. 09型抽油機(jī)()11()0. 504. 51.01（）型抽油機(jī)()12()0. 504. 51.01

15、2型抽油機(jī)0 1500. 505. 51. 014型抽油機(jī)0 1700. 506. 51. 06.2.3 RTU控制器要求：a）具有模塊化硬件結(jié)構(gòu)。b）可靠性高，且適用于井場(chǎng)露天安裝環(huán)境。c）其中CPU模塊應(yīng)具備一路以太網(wǎng)（RJ45）、一路RS485和一路RS232通信接口，數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 模塊的容量不小于8M。d）對(duì)叢式井組，宜采用一個(gè)RTU控制多口油井模式。6.2.4井場(chǎng)硬件設(shè)備溫度適用范圍-40C80C，環(huán)境濕度95%RH。6.3軟件要求6.3.1監(jiān)控軟件應(yīng)具備組態(tài)、顯示、監(jiān)控、報(bào)警、系統(tǒng)自檢等功能。6.3.2單機(jī)版軟件：a）具有油井靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、井身數(shù)據(jù)、示功圖數(shù)據(jù)、抽油機(jī)數(shù)據(jù)、抽油桿

16、數(shù)據(jù)、抽油泵 數(shù)據(jù)、油管數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫。其井身數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式見表2,示功圖數(shù)據(jù)按附錄B規(guī)定格式存 放，便于讀取和共享。b）設(shè)置井身數(shù)據(jù)、各種示功圖數(shù)據(jù)（便攜示功儀格式、二進(jìn)制格式、特定格式）的導(dǎo)人接口， 并為油井自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)留導(dǎo)人接口。c）根據(jù)采集示功圖數(shù)據(jù)對(duì)一口油井或多口油井進(jìn)行產(chǎn)液量計(jì)算，匯總生成日?qǐng)?bào)表。d）提供對(duì)管理油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、示功圖數(shù)據(jù)、井身數(shù)據(jù)、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表、計(jì)算過程跟 蹤等相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽、打印和編輯。e）可按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間及井號(hào)自動(dòng)導(dǎo)人示功圖采集數(shù)據(jù)、可自動(dòng)剔除采集錯(cuò)誤示功圖、自動(dòng)提 示抽油機(jī)超載、自動(dòng)提示計(jì)算、分析過程記錄、根據(jù)預(yù)先設(shè)置發(fā)送生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表、可成批修改 油井基

17、礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。6.3.3網(wǎng)絡(luò)版軟件：a）主要采用B/S和C/S相結(jié)合結(jié)構(gòu).由應(yīng)用服務(wù)器、客戶端、數(shù)據(jù)維護(hù)等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序 組成。b）實(shí)時(shí)產(chǎn)液量計(jì)量。c）實(shí)時(shí)顯示油井生產(chǎn)參數(shù)：沖程、沖次、日產(chǎn)液量、泵效、泵工作狀況等。d）提供油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、示功圖數(shù)據(jù)、載荷趨勢(shì)查詢。6.4數(shù)據(jù)傳輸要求數(shù)據(jù)傳輸要求參見附錄C。6.5數(shù)據(jù)處理單元要求數(shù)據(jù)處理單元要求參見附錄D。7 系統(tǒng)調(diào)試要求7.1數(shù)據(jù)采集7. 1. 1傳感器標(biāo)定：a）傳感器產(chǎn)品出廠時(shí)，必須按設(shè)計(jì)特性指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，具有性能鑒定合格證的產(chǎn)品才能采用。b）施工前應(yīng)對(duì)選用傳感器產(chǎn)品進(jìn)行1（）%的抽檢，達(dá)到技術(shù)要求的才能投人安裝施工。7. 1. 2 調(diào)

18、試：a）采集井口示功圖圖形準(zhǔn)確、線條連貫、圖形封閉、無異?，F(xiàn)象。b）采集時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)組數(shù)和張數(shù)達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。c）采集示功圖數(shù)據(jù)存放格式與附錄B中提供的格式相同。d）調(diào)試后的采集示功圖形狀與測(cè)試示功圖形狀吻合。7. 1.3 調(diào)試方法：a）使用已標(biāo)定的便攜式示功儀，對(duì)油井井口示功圖進(jìn)行測(cè)試。b）待抽油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，每口井等時(shí)間間隔（時(shí)間15min）測(cè)取3張5張示功圖。c）依據(jù)測(cè)試示功圖沖程對(duì)系統(tǒng)管理油井逐個(gè)進(jìn)行沖程初始化設(shè)置。d）依據(jù)測(cè)試示功圖對(duì)采集示功圖進(jìn)行校準(zhǔn)，要求沖次偏差0. Imin-1 ,沖程偏差0. 02m,載 荷偏差測(cè)試載荷的5%。7. 2數(shù)據(jù)傳輸7. 2. 1 調(diào)試：a）按照

19、設(shè)定時(shí)間進(jìn)行油井?dāng)?shù)據(jù)采集。b）將采集數(shù)據(jù)正常發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元。c）發(fā)現(xiàn)硬件問題及時(shí)解決或更換。7. 2.2 調(diào)試方法：a）按技術(shù)要求設(shè)定巡檢時(shí)間。b）在計(jì)量分析軟件上觀察巡檢油井的示功圖圖形及系統(tǒng)運(yùn)行情況。8系統(tǒng)維護(hù) 8.1硬件維護(hù)：a）系統(tǒng)運(yùn)行中示功圖載荷值出現(xiàn)漂移和連續(xù)工作滿一年的載荷傳感器，必須進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定。b）RTU、傳感器、電纜接頭等損壞時(shí)要及時(shí)更換。O出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí).要及時(shí)進(jìn)行傳輸設(shè)備及相關(guān)鏈路檢查和維護(hù)。d）定期對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)備份和殺病毒。8.2數(shù)據(jù)維護(hù)：a）對(duì)油井油壓、套壓、含水、動(dòng)液面等動(dòng)態(tài)參數(shù)及時(shí)更新。b）檢泵、修井作業(yè)之后及時(shí)對(duì)桿柱組合、泵徑、泵掛

20、等參數(shù)進(jìn)行修正。8.3使用管理：a）系統(tǒng)使用過程中請(qǐng)勿對(duì)系統(tǒng)所在目錄的文件進(jìn)行隨意刪除和增添。b）為了保持系統(tǒng)的正常使用.請(qǐng)勿隨意使用外來磁盤或外存儲(chǔ)器。c）油井修井、維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)，注意保護(hù)安裝在井場(chǎng)上的有關(guān)設(shè)備及器件，不得隨意損壞。嚴(yán)禁 震動(dòng)、碰撞和敲擊載荷傳感器及其他設(shè)備。9其他說明9.1對(duì)油井工況為抽油桿斷脫、閥失靈、卡泵、氣鎖、脫筒工況的井，不進(jìn)行產(chǎn)液量計(jì)算。 9.2對(duì)連抽帶噴、油管上部漏失、黏度大于50mPa - s,相對(duì)密度大于（.92的稠油等油井判斷失準(zhǔn)、 無法計(jì)產(chǎn)，需采取其他計(jì)量方式。附錄 A（資料性附錄）抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)A. 1 技術(shù)原理抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技

21、術(shù)是依據(jù)有桿泵工作狀態(tài)與油井產(chǎn)液量變化關(guān)系，即把有桿泵抽油 系統(tǒng)視為一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在一定的邊界條件和一定的初始條件下，對(duì)外部激勵(lì)（地面功 圖）產(chǎn)生響應(yīng)（泵功圖）。應(yīng)用有限元方法研究建立有桿泵抽油系統(tǒng)的力學(xué)、數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出系統(tǒng) 在不同井口示功圖激勵(lì)下的泵功圖響應(yīng)，然后對(duì)泵功圖進(jìn)行分析，確定泵的有效沖程，進(jìn)而求出地面 折算有效排量（見圖A. 1）。圖A. 1抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)示意圖A. 2數(shù)學(xué)模型把有桿泵抽油系統(tǒng)視為一個(gè)復(fù)雜的三維振動(dòng)系統(tǒng).考慮抽油桿、液柱及油管三個(gè)子系統(tǒng)在三維空 間的振動(dòng)耦合及液柱可壓縮性，以及在三維空間的振動(dòng)耦合與抽油桿位移、速度、應(yīng)變、應(yīng)力和載荷 之間

22、隨時(shí)間變化的因素，建立相關(guān)模型.應(yīng)用有限元法及有限差分法進(jìn)行模型求解，計(jì)算流程見圖2。相關(guān)模型描述如下：a）抽油桿振動(dòng)有限元力學(xué)模型。應(yīng)用有限元梁?jiǎn)卧▽⒊橛蜅U離散，在忽略了材料的阻尼及抽油桿的扭矩后，梁?jiǎn)卧诰植孔鴺?biāo)抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析抽油桿柱離敗化點(diǎn)度 結(jié)速 該加 到. 得度 法速 方的 分刻 微時(shí) 值個(gè) 數(shù)各 用處親功囲說明：jco井口位置某時(shí)刻位移，m；Po井口位置某時(shí)刻載荷，kN； z,某節(jié)點(diǎn)位置某時(shí)刻位移，m；P.某節(jié)點(diǎn)位置某時(shí)刻載荷，kN。圖A. 2栗功圖計(jì)算流程系中的有限元平衡方程見公式（A. 1）:M+ K=F + Q （A. 1）式中：M質(zhì)量矩陣；K剛度矩陣；8單元位移矩陣；F單

23、元內(nèi)力矩陣；Q單元外載矩陣。b）油管振動(dòng)有限元力學(xué)模型。Pt ， At 春 /26 |_1油管單元有限元平衡方程見公式（A.2）:(A. 2)式中:（0（油管材料密度，kg/m3;At油管截面積，m2；Et油管材料拉伸彈性模量，dyn/cm2 ；I抽油桿單位長(zhǎng)度，m。油管位移邊界條件在井口，力的邊界條件在井底。c）流體摩阻與液體振動(dòng)力學(xué)模型。流體與抽油桿和流體與油管之間的摩阻力見公式（A. 3）:Ft =4ACI dr=cr (vr -鞏)(A. 3)2k /z(vf vt) _ r、(A. 4)(A. 5)_ vr -vn(dt/d)Vf - vtln(d/dr)式中：cr井液和抽油桿之間的

24、摩擦系數(shù)，kg/s；ct井液和油管之間的摩擦系數(shù)，kg/s；Fr流體和抽油桿之間的摩擦阻力，N；Ft流體和油管之間的摩擦阻力，N；d中間變量，m；流體動(dòng)力黏度，mPa s；Ac扶正器橫截面積，m2 ；抽油桿軸向運(yùn)動(dòng)速度，m/s；流體運(yùn)動(dòng)速度，m/s;油管速度，m/s；dr抽油桿直徑，m；d t油管內(nèi)徑，m。d）泵功圖計(jì)算流程見圖A. 2。3泵功圖有效沖程識(shí)別模型采用多邊形逼近法對(duì)泵功圖進(jìn)行預(yù)處理，再采用特征矢量法進(jìn)行故障識(shí)別，充分考慮其他影響因 素判斷泵有效沖程，然后根據(jù)判斷的有效沖程計(jì)算產(chǎn)液量。a）泵功圖多邊形逼近：由于計(jì)算得到的泵功圖數(shù)據(jù)點(diǎn)很多，而泵功圖的幾何特征僅僅集中在某 些點(diǎn)上，其他

25、點(diǎn)對(duì)泵功圖的幾何特征影響不大，因此采用多邊形逼近法對(duì)泵功圖數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行 預(yù)處理，過濾掉某些點(diǎn)對(duì)泵功圖的幾何特征影響不大的數(shù)據(jù)點(diǎn)。b）矢量特征法識(shí)別泵有效沖程：將處理過的泵功圖標(biāo)準(zhǔn)化（無因次化），再用一系列連續(xù)的矢 量把它描述出來，即建立該泵功圖的矢量鏈，把它和標(biāo)準(zhǔn)故障矢量鏈庫中矢量鏈對(duì)比，來 判別出一個(gè)或多個(gè)故障，剔除抽油桿斷脫、閥失靈、卡泵、氣鎖、脫筒等特殊工況井，對(duì) 其余工作正常油井結(jié)合生產(chǎn)參數(shù)，確定有效沖程，見圖A. 3。Q/SY 14552012Q/SY 14552012A. 4抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量系統(tǒng)的建立在抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸和

26、數(shù)據(jù)處理 單元組成的抽油機(jī)井功圖法產(chǎn)液量計(jì)量系統(tǒng).見圖A.4,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、產(chǎn)液量自動(dòng)計(jì) 量、工況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、油井故障診斷、報(bào)告自動(dòng)生成、故障實(shí)時(shí)預(yù)警等功能。圖A. 4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖Q/SY 14552012 Q/SY 14552012 附錄B(規(guī)范性附錄)示功圖數(shù)據(jù)存放標(biāo)準(zhǔn)格式1單機(jī)版系統(tǒng)示功圖存儲(chǔ)格式文件名為NODYYMMDD. ERG,其中NOD為油井對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號(hào)(通常每個(gè)站點(diǎn)有一套節(jié)點(diǎn)編 號(hào)方案，由硬件廠商提供)，YY為數(shù)據(jù)采集日期中的年份后兩位(如08代表2008年)，MM為月 份，DD為日期，約定光桿示功圖文件(二進(jìn)制)的擴(kuò)展名為ERG。文件中以二進(jìn)制格式連續(xù)存放一口油井一

27、段時(shí)間內(nèi)按先后順序采集的示功圖數(shù)據(jù)，每2560個(gè)字 節(jié)為一個(gè)示功圖，順序存放著油井工作狀態(tài)標(biāo)志F、數(shù)據(jù)采集時(shí)間YYYY-MM-DD hh： mm： ss、 沖次z? (min_1)、位移載荷數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)數(shù)N (509)、位移載荷數(shù)據(jù)5 (m)和F (kN),具體格式見 表 B. 1。表B. 1示功圖數(shù)據(jù)存放標(biāo)準(zhǔn)格式字節(jié)代表數(shù)據(jù)實(shí)際存放值0油井工作狀態(tài)標(biāo)志F0 工作1 停電2停井3數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤4測(cè)壓5罐滿6檢泵7新井8連頭9不采集10不清楚，缺少必要的生產(chǎn)井?dāng)?shù)據(jù)11其他工況1年（19802235）YYYY- 19802月MM3曰DD4時(shí)（24h制）hh5分mm6秒ss7沖次的高字節(jié)n* 1024/2

28、568沖次的低字節(jié)n* 1024 - n* 1024/256 * 2569位移載荷數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)數(shù)N (509)的高字節(jié)N/25610位移載荷數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)數(shù)N 509)的低字節(jié)N- N/256 * 256表B. 1 （續(xù)）字節(jié)代表數(shù)據(jù)實(shí)際存放值11第1對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的位移值h的高字節(jié)s i * 4096/25612第1對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的位移值、：的低字節(jié)si * 4096 - si * 4096/256 * 25613第1對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F:的高字節(jié)Fl * 65536/256/25614第1對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F,的中字節(jié)Fl * 65536/256 - Fl * 65536/256/256 *

29、 25615第1對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F.的低字節(jié)Fl * 65536 - Fl * 65536/256 * 2565 * (i+ 1) + 1第i對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的位移值的高字節(jié)si* 4096/2565 * (i+ 1) +2第，對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的位移值h的低字節(jié)si * 4096 - si * 4096/256 * 2565 * (i+ 1) +3第/對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F,的高字節(jié)Fi* 65536/256/2565 * (i+ 1) + 4第/對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F,的中字節(jié)Fi* 65536/256 - Fi * 65536/256/256 *2565 * (i + 1) + 5第

30、z對(duì)位移載荷數(shù)據(jù)的載荷值F,的低字節(jié)Fi* 65536 - Fi* 65536/256 * 2562556保留2559注：為取整。按表B. 1格式存放，各種數(shù)據(jù)的表示范圍和有效位數(shù)見表B. 2。表B. 2數(shù)據(jù)的表示范圍和有效位數(shù)數(shù)據(jù)表示范圍有效位數(shù)年 YYYY19802235沖次 n， min- 106434位移載荷數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)數(shù)N0) F/= MaxF - MinF; F * = Oxffff;Buffer 15 = F/0 x100 ；Buffer 16 = F - Buffer 15 * 0 x100附錄C（資料性附錄）數(shù)據(jù)傳輸要求1傳輸方式：采用無線傳輸方式，主信道可選用數(shù)傳電臺(tái)、無線網(wǎng)橋、光纜、以太網(wǎng)、CDMA和 GMS/GPRS等通信方式