[发明专利]一种利用电参“示功图”识别供液不足的方法

说明书

一种利用电参“示功图”识别供液不足的方法，属于采油工程领域。该方法解决电参“示功图”计算不准确导致无法识别抽油机井供液不足的问题。本发明是对电机输入端电参及电机转速数据进行采集，计算出悬点载荷在曲柄轴负荷扭矩，通过悬点位置传感器标定曲柄不同旋转角度的扭矩因数，进而计算出悬点载荷，并利用实测悬点载荷标定悬点载荷系数，得到更准确的示功图，准确的判断出油井供液不足。本发明方法能够有效替代载荷传感器和悬点位移传感器，无需对传感器进行定期标定，能够对油井供液不足进行连续测量，降低测量成本，大幅减少测试工作量。

技术领域：本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及到一种利用电参“示功图”识别供液不足的方法。

背景技术：抽油机示功图是将抽油机的悬点载荷与悬点位移简化绘制成封闭的几何图形，是判断油井供液不足的重要手段。现有专利一种抽油机电参数“示功图”的确定方法，该方法通过有功功率计算井口载荷公式过于简单，中间过程中的电机效率、皮带效率、以及减速箱效率尚未考虑，并且井口载荷没有与实测井口载荷标定，综合上述因素容易导致计算出功图误差极大，不能有效判断出油井供液不足。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种综合考虑电机效率、皮带效率、减速箱效率以及利用实测载荷进行标定的利用电参准确计算出示功图进而准确判断供液不足的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用电参“示功图”识别供液不足的方法，包括以下步骤：

步骤1，首先通过电机齿圈转速传感器采集电机轴的瞬时转速ω，通过三相电参采集器采集电机输入端的瞬时功率P，通过曲柄霍尔位置传感器采集一个冲次所用的时间t_n；

步骤2，将曲柄旋转一周划分360等份，即曲柄每旋转1°所对应的曲柄角度为θ₁，θ₂，θ₃，···θ₃₆₀，通过三相电参采集器实时采集不同曲柄角度θ_i下所对应电机输入端的瞬时功率P(θ_i)和电机轴瞬时转速ω(θ_i)；其中θ_i为曲柄旋转角度，常规型抽油机为曲柄中心先从12点钟开始，按顺时针方向的转角，°；

步骤3，根据采集的不同曲柄角度θ_i下所对应电机输入端的电机瞬时功率P(θ_i)和电机轴瞬时转速ω(θ_i)以及电机效率η_m，并计算出不同曲柄角度θ_i下所对应的电机轴扭矩M_m(θ_i)：

其中，η_m-电机效率；P(θ_i)-不同曲柄角度所对应的电机瞬时功率，kW；M_m(θ_i)-不同曲柄角度所对应的电机轴扭矩，N·m；

步骤4，已知电机轴与皮带轮的传动比i_belt，皮带传动效率η_belt和减速箱传动比i_gb，减速箱传动效率η_gb，根据不同曲柄角度θ_i下的电机轴扭矩M_m(θ_i)进而能够计算出不同曲柄角度θ_i下的所对应的曲柄轴净扭矩M_n(θ_i)：

M_n(θ_i)＝M_m(θ_i)×i_belt×η_belt×i_gb×η_gb