[发明专利]一种定向井杆管偏磨自动判识方法

说明书

本发明公开了一种定向井杆管偏磨自动判识方法，包括：1)在井口悬绳器上及游梁下方分别安装载荷传感器和位移传感器，对抽油杆的载荷和位移进行测量；2)将测量到的抽油杆的载荷、位移信号传至井组控制箱内的控制终端RTU，控制终端RTU将载荷、位移信号通过井组天线以波的形式传至主站中心的接收天线；3)主站中心的无线服务器将接收天线接收到的载荷、位移信号转换为数字信号并传至站内计算机；4)通过站内计算机安装的杆管偏磨自动判识软件，判断杆管是否发生偏磨，对偏磨严重井进行提示报警。本发明方法简单易行，通过实时采集的油井示功图数据，能够准确判断井下杆管是否发生偏磨，并找到偏磨发生的原因；提高了油井精细化管理水平。

技术领域

本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种定向井杆管偏磨自动判识方法。

背景技术

长庆油田采用丛式定向井组开发，井眼轨迹复杂、偏磨问题突出。修井作业频次及作业费用一直居高不下。其中，管杆偏磨导致的维护作业量占比达31.6％，近5年增长了6.5个百分点，问题日益突出，已成为影响丛式定向井组效益开发的关键。

目前判断井下油管与抽油杆之间是否发生偏磨最直接的方法，就是通过检泵作业，起出井下管柱后，观察抽油杆及油管表面，是否存在划痕、磨穿、断裂、变形等情况发生，由此判断杆管在井下是否存在偏磨，通过结果认定原因，这种方法费时费力，工程量大难以实施。

间接的方法可通过定向井优化设计软件，预测在已知井眼轨迹、油井动静态数据和杆柱组合等条件下运行，杆柱是否存在偏磨，属于根据已有条件对井下情况的预判，与实际情况有可能存在出入，而且，对于新投产井，应用优化设计软件，对井下杆管进行优化增加扶正防磨工具后，有的油井仍然发生偏磨现象，说明预测与实际情况不符，难以准确预测是否发生偏磨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定向井杆管偏磨自动判识方法以解决现有技术中，判断井下油管与抽油杆之间是否发生摩擦困难，判断结果不准确的问题。

一种定向井杆管偏磨自动判识方法，包括以下步骤：

1)在井口悬绳器上及游梁下方分别安装载荷传感器和位移传感器，对抽油杆的载荷和位移进行测量；

2)将测量到的抽油杆的载荷、位移信号传至井组控制箱内的控制终端RTU，控制终端RTU将载荷、位移信号通过井组天线以波的形式传至主站中心的接收天线；

3)主站中心的无线服务器将接收天线接收到的载荷、位移信号转换为数字信号并传至站内计算机；

4)通过站内计算机安装的杆管偏磨自动判识软件，判断杆管是否发生偏磨，对偏磨严重井进行提示报警。

进一步的，步骤4)中，自动判识软件判断方法为：

利用抽油杆的载荷、位移与时间的变化规律得到光杆示功图；建立上、下冲程杆管摩擦力计算数学模型，通过对上下冲程过程中杆柱受力分析，来对比计算杆管摩擦力大小；如果计算上下冲程中，杆管摩擦力为0，则抽油杆与油管无摩擦；如果杆管摩擦力大于0，则油井存在在“狗腿”或油管弯曲变形现象，抽油杆与油管有摩擦。

进一步的，如果下冲程杆管摩擦力大于0，上冲程杆管摩擦力为0，则偏磨是由于抽油杆发生失稳变形而引起。

进一步的，如果上、下冲程杆管摩擦力均大于0，则偏磨是由于“狗腿”或油管弯曲变形而引起的。

进一步的，杆管摩擦力计算模型如下：

上冲程时，悬点载荷P_上为：

P_上＝P_静上+P_惯上+P_振+P_摩上

其中：