抽油机调平衡计算模型

游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型
一、软件实现的功能
（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；
（2）抽油机井系统效率计算分析；
（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；
二、软件结构
1、抽油机井示功图分析
从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。

（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）
由示功图推算上下冲程时间的方法：
抽油机一个冲程周期的计算公式：
60
T n =；n 为冲次
上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：
如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。

（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；
如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。

（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。

计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。

设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：
n t T N =⨯上上， t T t =-下上
平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。

2、电参数曲线分析
电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；
三、系统效率及功率的计算分析
1、有效功率计算
将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率
① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）；
含水率w f ，%（已知数据）；
油的密度
0ρ，t/ m 3（已知数据）； 水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。

井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用
()o w w w f f ρρρ-+=1计算）；
重力加速度g （=9.81），m/s 2
； 动液面深度H ，m （采用软件中的数据）；
油压p t ；套压p c ，Mpa （传感器测量得到的数据）；
抽油机系统的有效功率
86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）
2、抽油机井系统的输入功率
拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。

cos /1000P ϕ=电机
式中， P 电机—电源输入功率，Kw;
U —定子线电压（可用采集电压），V ；
I —定子线电流（可用采集电流），A ；
ϕ—定子功率因数角，rad ；
3、光杆功率
利用示功图面积进行折算。

（调用示功图分析里的数据）
P =光杆地面示功图面积/T ； 60
T n = n 为冲次
4、泵功率
由泵功图面积折算。

（调用示功图分析里的数据）
P =泵泵功图面积/T ； 60
T n = n 为冲次
5、地面损失功率
①数据
电机空载功率P 电机空载，kw ；光杆一个周期的平均载荷F ，KN ；冲程s ，/m 次；地面传动系数k ，（1或-1）；n —冲次，min -1。

②模型
2P P Fsnk =+地面损电机空载
式中，P 电机空载为电机铭牌空载功率，kw ；
F 为光杆一个周期的平均载荷，KN （调用示功图分析里的数据）；
s 为冲程，/m 次；n ，冲次； k 为地面传动系数（为1或-1），U 为电机输入电压，V 。

6、抽油机地面效率
①数据
电机输入电流I ，A ；电机输入电压U ，V ；功率因数cos ϕ；（调用电参数曲线图里的数据）
光杆功率P 光杆，kw ；利用示功图面积进行折算。

（调用示功图分析里的数据） 冲程s ，m ；冲次n ，min -1。

② 模型
P P η=入地面光杆（P ）
7、抽油机系统井下效率
抽油机系统有效功率与光杆功率之比，/P P η=井下有效光杆。