抽油机井系统动态实时分析模型

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有杆抽油系统运动规律的数学建模及实例分析

悬点位移、速度和加速度变化情况进行了研究。
关键词：游梁式抽油机；悬点载荷
一问题Leabharlann 描述目前，开采原油广泛使用的是有杆抽油系统（垂直井，
、
电机旋转运动通过四连杆机构转变为抽油杆的垂直运动）。电机旋转运动转化为抽油杆上下往返周期运动，带动设置在杆下端泵的两个阀的相继开闭，从而将地下上千米深处蕴藏的原油抽到地面上来。有杆抽油系统是一个复杂系统，例如，地面悬点一个冲程的运动规律：位移函数、速度函数、加速度函数；地下的
泵功图计算，以及利用泵功图估计油井产量等问题。
律：位移函数、速度函数、加速度函数。
’ ２．５１８．２．５１２，２．５０４，２．４９５Ｊ２．４８４Ｉ２ｌ４７２，２．４５９，２．４４４Ｊ２．４２７，２．４１，２．３９１，２．３７２，２．３５１，２．３２９，２．３０５，２．２８１，２．２５６。２．２２９Ｊ２．２０１，２．１７２，２。１４２，２．１１１，２．０７９Ｉ２．０４６，２．０ｌｌ，１．９７５Ｉ１ｌ９３８，１．９，１．８６，１．８２Ｊ１．７７８，１．７３５Ｉｌｌ６９，１．６４５，１．５９８，１．５５，１．５０１，１．４５１，１＿３９９，１．３４７，１．２９４，１．２３９，１．１８４Ｊ１Ｉ１２９，１．０７２，１．０１５，Ｏ．９５８，０．９０１，０．８４《Ｊ０．７８６，０．７２９，０ｌ６７３，０．６ｌ８Ｊ０．５６３Ｊ０．５ｌ，０．４５９。０．４０９，０．３６ｌ。０．３１５，０．２７２，０．２３１，０．１９３１０．１５８，０．１２７，０．０９８，０．０７４，０．０５２，０．０３４，０．０２，０。０１，０．００３，０，０，０．００４，０。０１２０．０２３０．０３７，０．０５４ｊ０．０『４Ｊ０．０９７，０．１２３，０．１５２，０．１８３Ｊ０．２１６，０．２５１，０．２８９Ｊ０Ｉ３２８，０．３６９，０．４１２，０．４５６，０．５Ｏ１，０．５４８，０．５９６，０．６４５，Ｏ。６９４，０．７４５，Ｏ．７９７，０．８４９Ｊ０．９０ｌ

抽油机井示功图诊断及分析

对受气体影响较大井或易发
生气锁井应尽可能加深泵挂，增大泵淹没度，大泵径长冲程机抽，尤其是防冲距要调到最小，尽可能减小余隙体积；下高效气锚和防气泵，合理放套气，控制套压生产，使之保持在较低值。
抽油机井示功图诊断及分析
第13页
功图与工况
气锁现象：属于气体影响特
殊现象，因为气体大量进入泵筒，上冲程时气体膨胀，全部占满柱塞让出容积，固定凡尔打不开。下冲程时，气体压缩，但压力仍低于游动凡尔上部压力，游动凡尔也打不开，柱塞运动只是对气体压缩和膨胀，泵不排油，这种现象称为“气锁”。处理？
上图能够看出13-283热洗前工图显著肥大第22页
功图与工况 10.抽油杆断脱
此图为抽油杆断或脱时示功图．
若断脱发生在柱塞附近，或是柱塞脱扣、阀球球罩断落，图形位于杆重载荷线位置（杆断位置越高图形越靠下）
若断脱发生在光杆附近，图形靠近于水平坐标线。
及时修井作业
抽油机井示功图诊断及分析
2月初我区13-375量油不出，经过工图判断杆上部断脱
第4页
功图与工况
2 弹性抽油杆静载时示功图
实际上金属是有弹性会‘形变”，因而增载过程 ab和卸载过程cd都不是直上直下，而是受力后伸长，卸载后缩短。这一变形过程是因为抽油杆伸长和油管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成。下列图是弹性抽油杆受静载时基本示功图。
抽油机井示功图诊断及分析
第5页
冲程损失
实际生产中抽油杆是要承受静载和
动载。因为抽油杆有惯性动载荷，柱塞在泵筒内运动时有摩擦力，液体举升过程中与管壁和杆柱有摩阻，抽油杆接箍与油管内壁有摩擦，所以上冲程时a、b 点偏高，下冲程时c、d点偏低，P1和P2 是动载荷影响值。以下列图所表示。

项目汇报最终版(1)45页PPT文档

11
四、抽油机系统相关参数
6连杆
项目连杆长度
基杆长度基杆的水平投影连杆质量连杆相对其质心的转动惯量
数值 P＝3.026m
K=4.265m I＝2.82m ML=300kg JL==300kg.m2
7游梁
项目
数值
游梁前臂长度
A＝3.935m
游梁后臂长度
C动惯量
机械系统动力学
项目汇报
游梁式抽油系统曲柄运动规律的动态仿真模型
开始
指导老师：董世民
1
• 游梁式抽油系统发展简述
• 有杆抽油系统工作原理
• 假设条件
• 抽油机系统相关参数
• 力学模型
• 电动机机械特性运动仿真
机设1班
机械系统动力学项目汇报
1
一、游梁式抽油系统发展简述
游梁式抽油机是国内外油田应用最广泛的有杆抽油装备。确定有杆抽油系统动态参数的方法主要有两大类：一是理论计算方法，二是试验研究方法。我国对有杆抽油系统设计计算方法的研究起步较晚，于20世纪80年代初我国油田推广应用了API方法，于20世纪80年代中期开始研究并在现场上应用有杆抽油系统的预测技术，并结合我国油田的实际，发展了同时考虑抽油杆柱，液柱与油管柱振动的三维模型预测技术。目前，我国对有杆抽油系统动态特性仿真技术的研究尚处于起步阶段。
机设1班
机械系统动力学项目汇报
7
四、抽油机系统相关参数
2皮带传动
项目小皮带轮转动惯量大皮带轮转动惯量皮带传动比皮带传动效率
参数 JB1＝2.0kg.m2 JB2＝15.0kg.m2 iB=5.0 95%
机设1班
机械系统动力学项目汇报
8

定向水平井有杆泵抽油系统动态参数诊断和预测的数学模型

定向水平井有杆泵抽油系统动态参数诊断和预测的数学模型李了丰;李敬媛;张少南
【期刊名称】《东北石油大学学报》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】根据动力学普遍原理，考虑井眼轨道，抽油杆柱构成、抽油杆与油管的滑动磨擦力及油液的内磨擦力，采用微元矢量分析方法建立了定向水平井抽油杆柱纵向振动的微分方程，并分别给出了动态参数与预测的定解条件。

【总页数】1页(P28)
【作者】李了丰;李敬媛;张少南
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE355.52
【相关文献】
1.定向井有杆抽油系统动态参数预测模型求解新方法 [J], 周兴付;李颖川;刘永辉;王济新;李拥军
2.预测有杆泵抽油系统动态的抽油杆与流体耦... [J], Lek.,SDL;刘富
3.定向井有杆泵抽油系统井下工况力学分析的数学模型及应用 [J], 李子丰;张继芬
4.基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测 [J], 刘柏希;刘宏昭
5.定向井有杆泵抽油系统数学模型的改进 [J], 王大勇;徐士进;陆现彩
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抽油机悬点运动分析

东北石油大学力学技能训练2015 年3月29日东北石油大学力学技能训练任务书课程力学技能训练题目CYJ12-3.6-73HB游梁式抽油机悬点运动分析及其载荷分析专业工程力学姓名董日治学号110403240128主要内容、基本要求、主要参考资料等将要进行的力学技能训练具体的内容、要求、参考资料如下：1.主要内容：（1）深入学习和研究常规型游梁式抽油机悬点运动分析及其载荷分析方面理论知识。

（2）利用所学的计算机基础知识独立完成编写出计算机程序并且上机进行相应计算。

（3）对于计算结果进行比较分析，通过反复计算，得到正确的计算结果。

（4）对于计算结果进行详细分析，得到相应的正确结论。

2.基本要求：（1）独立思考，刻苦钻研，掌握理论研究方法和熟练计算机操作技巧；（2）绘制出正确的指定型号游梁式抽油机悬点运动曲线及理论示功图；（3）撰写一份规范的2万字左右的力学技能训练报告。

3.主要参考资料：（1）东北石油大学电化教学中心.采油工艺实习用光盘. 1999.（2）董世民.抽油机设计计算与计算机实现[M].石油工业出版社.1987：11-21.（3）万仁博，罗英俊.采油技术手册（第四分册）[M].石油工业出版社.1993:36-52.完成期限2015.3.9-2015.3.29教师负责人专业负责人2015 年 3 月 5 日摘要采油是石油工程中重要的组成部分它的重要性不亚于钻井，钻井把石油和地面连通了，而采油才是把石油送到了地面。

而直接影响采油质量和进度的就是采油技术和设备。

随着抽油机制造技术的不断发展进步，自20世纪90年代后，陆续开发了不同形式的以节能为目的的抽油机，节能抽油机仍然属于普通式游梁式抽油机结构。

抽油机是抽油机—深井泵抽油系统中的主要地面设备。

游梁式抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备、辅助设备等四大部份组成。

工作时，动力机将高速旋转动动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄轴做低速旋转运动，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下往摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆作上下往复动动。

抽油机井系统效率分析及提高措施课件

能耗指标评估
分析抽油机井系统的能耗数据，如单位产量能耗、单位时间能耗等，以评估系统的能源利用效率。
设备运行参数评估
监测抽油机井系统的设备运行参数，如泵效、电机负荷等，以评估系统的运行状况及效率。
数据分析与解读
数据收集与整理
定期收集抽油机井系统的运行数据，并进行整理分类，以备后续分析使用。
对比分析
抽油机井系统效率分析及提高措施课件
汇报人：日期:
目录
• 抽油机井系统概述 • 抽油机井系统效率分析 • 提高抽油机井系统效率的措施 • 实施效果评估与持续改进
01 抽油机井系统概述
抽油机井系统组成
减速箱
降低动力设备的转速，同时增加扭矩，以适应抽油机的需求。
抽油泵
负责将井内的液体提升至地面。
• 环保性：减少能源消耗，减少碳排放，有利于环境保护。
• 可靠性：高效率通常与设备的良好运行和维护相关，确保系统稳定可靠。
• 产能：高效率有助于提高产能，满足生产和市场需求。
02 抽油机井系统效率分析
效率计算方法
01
02
03
输入功率法
通过测量电动机的输入功率和抽油机的输出功率，计算抽油机井系统的效率。
动力设备
通常包括电动机或燃气发动机，为抽油机提供动力。
Hale Waihona Puke 曲柄连杆机构将旋转运动转换为往复直线运动，驱动抽油泵工作。
油管及油管挂
连接抽油泵和井口，形成液体上升的通道。
工作原理及流程
1. 动力设备驱动减速箱旋转。
2. 减速箱通过曲柄连杆机构将旋转运动转换为往复直线
运动。
3. 往复直线运动驱动抽油泵的柱塞或活塞进行上下运动。

游梁式抽油机运动分析及动态静力分析

游梁式抽油机运动分析及动态静力分析第一篇：游梁式抽油机运动分析及动态静力分析游梁式抽油机运动分析及动态静力分析王晓严锦李滨城(江苏科技大学江苏镇江212003)摘要:本文首先应用矩阵法对游梁式抽油机机构进行了数学模型,在此基础上应用了MATLBA/SIMULINK软件进行了运动分析及动态静力分析。

根据对仿真结果的比较分析,可以更好地了解游梁式抽油机的运动学及动力学性能,从而找出进一步提高其工作效率的设计方案。

关键词:游梁式抽油机 MATLAB/SIMULINK 运动分析动态静力析游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点,是目前油田上使用广泛的采油装置,如图1所示。

游梁式抽油机的工作过程为首先由电动机经皮带传动将高速旋转运动传递给减速器,再由曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上、下摆动。

挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞作上、下往复运动,将油液抽至地面完成其工作要求。

本文在应用矩阵法对游梁式抽油机进行运动学及动力学建模的基础上,借助MATLAB/SIMULINK对设计参量进行了辅助分析,为对其进行进一步的优化设计研究提供了帮助。

图1 游梁式抽油机1、运动分析建立如图2所示直角坐标系,根据图2所示的矢量封闭多边形得 : （1）将各矢量分别向 x 轴和 y 轴投影,得到投影方程为(2)将式(2)对时间进行一次求导并整理成矩阵形式,得速度表达式为 :(3)对矩阵(3)进行时间一次求导得加速度表达式为:(4)图2 游梁式抽油机机构运动简图图3 构件1的受力分析图2、动态静力分析游梁式抽油机机构有4个铰链,每个铰链受杆的作用分别有x , y 方向的两个分力,另外还有一个待求的平衡力矩共9个未知量,需列出九个方程求解。

其中需要用到的量还有各构件所受的惯性力及惯性力矩。

根据运动分析求得的各构件的角速度和角加速度,可以计算出各构件的质心加速度,从而可得各构件所受惯性力及惯性力矩。

如图3所示,对构件1进行受力分析。

压井动态模拟模型技术文档

压井动态模拟模型技术文档【中英文实用版】Title: Well Kill Dynamic Simulation Model Technical Document1.OverviewThis technical document provides an overview of the Well Kill Dynamic Simulation Model, a powerful tool designed to simulate and analyze well control operations during oil and gas drilling.The model is implemented in a mixed language format, with sections presented in both English and Chinese, to cater to a global audience.1.概述本技术文档概述了井控动态模拟模型，这是一个强大的工具，旨在模拟和分析油气钻井过程中的井控操作。

该模型采用中英结合的格式，以满足全球用户的需求。

2.Model FeaturesThe Well Kill Dynamic Simulation Model incorporates a wide range of features to provide users with an accurate and realistic representation of well control scenarios.These features include:2.模型特点井控动态模拟模型融入了众多功能，为用户提供了一个准确、逼真的井控场景模拟。

这些功能包括：- Comprehensive well control parameters: The model includes a variety of well control parameters such as wellbore pressure, flow rate,and shut-in pressure, allowing users to simulate different well control scenarios with ease.- 全面的井控参数：模型包含多种井控参数，如井筒压力、流量和关井压力等，使用户能够轻松模拟不同的井控场景。

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抽油机井系统动态实时分析模型
冯国强，谢雄。，韩岐清４周文胜，，张津红４赵鹏４，
（１中国石油大学石油工程学院，东东营，５０１２西南石油大学石油工程学院，山２７６；．四川成都６００；１５０３中海石油（．中国）有限公司深圳分公司，东广州５０４；．广１２０４中石油大港油田分公司，天津３０８；０２０
ｐｎｎｔｋｎｍａｉｓａｄｋቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｎｔｓｎｔｉｍｏｅ，ｔｅｏｔｕｏｑｅｗａｓｍａｅｙｍｅｓｒｄｖｌｇｎｕｒｎ，ａｄｔｅｉｇｕｉｉｅｔｎｉｅｉ．Ｉｓｃｃｈｄｌｈｕｐｔｒｕｓｅｔｔｄｂａｕｅｏｔｅａｄｃｒｔｎｔｉａｅｈ
２ＣｌｇＰｔｌｍＥｇｎｅｉｏｔｗｓＰｔｌｍＵｉｒｔ，ｈｎｄ１５０，ｈｎ；．ｏｌｅｅｏｅｏｕｎｉｅｒｇｉＳｕｈｅｅｏｕｎｖｓｙＣｅｇｕ６００Ｃｉａｆｒｅｎｎｔｒｅｅｉ
３ｈｎｈｎＬｉｔｄｍｐａｎ．ＳｅｚｅｍｉｅＣｏｙ，ＣＯＯＣ，Ｇｕａｇｈｏ０２０，Ｃｈｎ；Ｎｎｚｕ５１４ｉａ
ｏｄｐｍｅｅｅｏｎｅａｅｔｌｈｄａｃｒｉｇｏｈｅｈｎｃｏｄｅｔｏｑｅｏｔｌＤＣｅｈｏｇ，ｕ — ｆｏ・ｕｐｄｗｌｐｒｒｃｓｓｂｉｅｃｏｄｎｅｍｃａｉｆｉｃｔｕｎｒ（Ｔ）ｔｎｌｙｐｍｒｌｆｍａｗａｓｔｔｓｒｒｃｏｃｏ
中图分类号：Ｅ３５５Ｔ５．文献标志码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１７ — ０．０００．１ｏ：０３６／．ｓ．６３５５２１．０６ｓ０４
Ｒｅｌｔｍｅａａｙｉｏｌｏｏ・ｕｍｐｄｌｓｓｅｒｏｍａｅａ・ｉｎｌｓｓｍｄｅｆｒｄ－－ｐｅｗｅｌｙｔｍｐｅｆｒｎｃ
ｎｔｔｒｕｅｏｈｅｕｉｅｒｂｘａｄｔｅｌａｏｑｆｔｅｗｅｌｗｅｅｃｌｕａｅｏｂｎｉｇｐｗｅｒｎｓｓｉｎｐｒｃｓｆｅｏｑｆｔｅｒｄｃｎｇｇａｏｎｈｏｄｔｒｕｅｏｈｌｒａｃｌｔｄｃｍｉｎｏｒｔａｍｉｓｏｏｅｓｏ
ＦＮｕ —ｉｎ，Ｉｉｇ，Ａｉｉｇ，ＨＵＷｅ．ｅｇ，ＨＮｉ—ｏｇ，ＨＯＰｎＥＧＧｏｑａｇ，ＸＥＸｏＨＮＱ．ｎＺＯｎｓｎＺＡＧＪｈｎ４ＺＡｅｇｎｑｈｎ
（．ｏｅｅｆＰｔｌｍＥｇｎｅｉｈｎｎｖｒｔｏｅｏｕＤａｙｇ２７６，ｈｎ；１ＣｌｇｅｏｕｎｉｅｒｇｉＣｉＵｉｓｙｆＰｔｌｍ，ｏｇｉ５０１Ｃｉａｌｏｒｅｎｎａｅｉｒｅｎ
４Ｄｇｎｉｅ，ｅｏｈｎ，Ｔｎｎ３０８，Ｃｉ；．ａａｇＯｌｌＰｔＣｉｉｆｄｒａｉｊ０２０ｈａｉａｎ
５ＣＯＣＲｓａｃｅｔ，ｅｉ００７，ｈｎ）．ＮＯｅｒＣｎｅＢｒｇ１０２Ｃｉａｅｈｒｎ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｃｏｓｅｎｈｉｄａｔｇｓｏｅｔｄｔｎｌｅｅｔｇｍｅｈｄｆｎｉａｏｉｇａｎｉｒｇｔｅｄｓｖｎａｅｆｔａｉｏａｔｃｉｔｏｓｏｄｃｔｒａｒｍ，ａｒａ－ｍｅａａｙｉｄｌｄｉａｈｒｉｄｎｉｄｅｌｔｎｌｓｓｍｏｅｉ
２１００年第３４卷第４期
中国石油大学学报（自然科学版）
ＪｕａｆＣｉａＵｎｖｒｉｆＰｔｌｕｏｒｌｏｈｎｉｅｓｔｏｅｒｅｍｎｙｏ
Ｖｏ．４Ｎｏ．１３４
Ａｕｇ２０．０１
文章编号：６３５０（０００－８－５１７－０５２１）４０４００
５中海石油研究中心，京１０２）．北００７
摘要：针对传统示功图测试方法的不足，根据电机直接转矩控制理论和抽油机运动学、力学原理，动建立抽油机井系
统动态实时分析模型。该模型根据油井实测电流、电压计算电机的输出扭矩，结合抽油机动力传递过程和减速箱的平衡原理，计算减速箱的净扭矩和油井负荷扭矩，根据抽油机的扭矩因数，计算得到光杆示功图。实例分析表明，油井电参数测量是一种高精度可靠的测量手段，利用所建模型计算得到的扭矩曲线及示功图与现场实际资料吻合较好，很好地反映了抽油机井的运行状况，可实现油井系统动态实时分析。关键词：抽油井；电参数；示功图；实时分析