【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高气液比采油井用防气泵杆柱伸长变化量计算方法，尤其涉及一种采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，适用于防气泵等特殊结构采油泵的防冲距的制定，属于有杆泵采油。
技术介绍
1、在有杆泵采油生产中，影响抽油泵泵效的因素主要有杆管柱的伸缩、井液中的含气量、泵的充满及漏失等。泵筒中余隙空间的存在使抽油泵受气体影响泵效降低，余隙空间越大、气体影响越大，导致有效冲程越小，泵效越低。这种现象在高气液比有杆泵采油井中尤为明显，甚至出现“气锁”现象。
2、在实际生产过程中，常采用防气泵减小气体影响以提高泵效，而杆柱伸长量对防气泵的防气效果影响很大，准确计算抽油杆柱在生产过程中的伸长量是确定防冲距的重要依据。在油田生产中，设计了一种气液混抽泵能较好的解决气体对泵效的影响，但是缺少合理的杆柱伸长量计算公式指导制定合理的防冲距。在现场应用时，需要多次调整防冲距后才达到理想使用效果。
3、目前一般认为计算出杆柱最大伸长量可直接用于指导制定防冲距，相关学者多采用计算杆柱最大伸长量确定防冲距的方式，没有对杆柱伸长变化量进一步研究，并忽略了现场实际生产情况对防冲距的影响。杆柱伸长变化量为采油泵的一个冲次内，杆柱最大伸长量减去杆柱最小伸长量的值。
4、2009年10月期刊《油气田地面工程》刊登的文章“防冲距对抽油机井泵效的影响分析”中通过对抽油泵工作过程的理论分析，推导了抽油泵防冲距计算公式；但是只分析了防冲距和泵效，防冲距和泵径、杆径的关系，没有用杆柱伸长量指导防冲距的合理制定。
5、2013
6、2016年8月期刊《内蒙古石油化工》刊登的文章“合理优化油井防冲距”中对抽油杆柱进行假设，以悬点载荷变化规律为基础，推导出抽油杆柱伸长量的计算公式，但是依据其公式无法得出符合现场的数值。
7、综上所述，亟需一种综合考虑一个冲次内杆柱伸长变化量，包括抽油杆柱在自重载荷作用下、液柱载荷作用下、惯性载荷作用下的杆柱伸长量计算公式，和采用现场实际生产数据对计算公式进行拟合修正的计算方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的计算杆柱最大伸长量确定防冲距的方式没有对抽油杆柱伸长变化量进一步研究和忽略了现场实际生产情况对防冲距影响的问题，提供一种采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，通过准确计算出一个冲次内，抽油杆柱的伸长变化量，为防冲距的合理制定提供理论依据，从而实现防气泵的功能，提高泵效。
2、为解决以上技术问题，本专利技术的一种采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，依次包括如下步骤：
3、步骤1、考虑抽油杆柱自重伸长受抽油杆柱自身重力和在液体中的浮力影响，根据胡克定律，得到抽油杆柱自重状态下的伸长量计算公式；
4、步骤2、考虑抽油杆柱在上冲程中，游动阀关闭，承受柱塞上的液柱重量；下冲程时，游动阀打开，抽油杆柱不承受液柱载荷；根据胡克定律，得到抽油杆柱在液柱载荷下的伸长量计算公式；
5、步骤3、考虑在抽油机运转时，驴头带着抽油杆柱和液柱做变速运动，根据胡克定律，得到抽油杆柱在变速载荷下的伸长量计算公式；
6、步骤4、联立上述抽油杆柱伸长量计算公式，得到抽油杆柱伸长变化量的数学模型，建立抽油杆柱理论伸长变化量的关系函数；
7、步骤5、结合杆柱伸长变化量的实测数据和步骤4得到的抽油杆柱理论伸长变化量，进行回归拟合，对数学模型进行修正，得到修正后抽油杆柱伸长变化量的计算公式。
8、进一步的，步骤1中，抽油杆柱自重状态下的上冲程伸长量λ1和下冲程伸长量λ'1，计算公式如下：
9、上冲程：
10、下冲程：
11、式中，ρs为抽油杆柱密度，单位：kg/m3；ρ1为抽汲液体密度，单位：kg/m3；g为重力加速度，单位：m/s2；h为高气液比油井采油泵泵挂深度，单位：m；e为弹性模量，单位：gpa。
12、进一步的，步骤2中，抽油杆柱在液柱载荷下的上冲程伸长量λ2和下冲程伸长量λ'2计算公式如下：
13、上冲程：
14、下冲程：λ'2＝0 (4)
15、式中，fp为防气泵柱塞截面积，单位：cm2；fr为抽油杆柱截面积，单位：cm2。
16、进一步的，步骤3中，抽油杆柱悬点的运动模型近似为曲柄滑块运动，上冲程最大载荷发生在上死点，下冲程最大载荷发生在下死点，得到抽油杆柱在变速载荷下的上冲程伸长量λ3和下冲程伸长量λ'3计算公式；
17、上冲程：
18、下冲程：
19、式中，s为冲程，单位：m；n为冲次，为无因次量；r为抽油机曲柄长，单位：m；l为抽油机连杆长，单位：m。
20、进一步的，步骤4中，抽油杆柱理论伸长变化量λ理论的关系函数如下：
21、
22、进一步的，步骤5中，修正后抽油杆柱伸长变化量λ修正的计算公式为：
23、λ修正＝kλ理论+b (8)
24、其中，k为修正系数，为无因次量；b为常数。
25、进一步的，用下列公式计算理论伸长变化量的精度：
26、
27、8.根据权利要求1至6中任一项所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，用下列公式计算修正伸长变化量的精度：
28、
29、相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：相比于传统的计算杆柱最大伸长量确定防冲距的方式，本专利技术方法从抽油杆柱自重载荷伸长量、液柱载荷伸长量和变速载荷伸长量深入研究提出杆柱伸长变化量计算方法，同时结合现场实际生产示功图数据对杆柱伸长量计算公式进行拟合修正，确定修正系数。这种方法能有效结合现场实际情况，准确计算现场抽油机井抽油杆柱实际伸长变化量，为不同高气液比油井合理制定防冲距，充分发挥防气泵功能提供理论支撑，实现消除气体影响，提高泵效的目的。
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1.一种采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤1中，抽油杆柱自重状态下的上冲程伸长量λ1和下冲程伸长量λ'1，计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤2中，抽油杆柱在液柱载荷下的上冲程伸长量λ2和下冲程伸长量λ'2计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤3中，抽油杆柱悬点的运动模型近似为曲柄滑块运动，上冲程最大载荷发生在上死点，下冲程最大载荷发生在下死点，得到抽油杆柱在变速载荷下的上冲程伸长量λ3和下冲程伸长量λ'3计算公式；
5.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤4中，抽油杆柱理论伸长变化量λ理论的关系函数如下：
6.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤5中，修正后抽油杆柱伸长变化
7.根据权利要求1至6中任一项所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，用下列公式计算理论伸长变化量的精度：
8.根据权利要求1至6中任一项所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，用下列公式计算修正伸长变化量的精度：
...【技术特征摘要】
1.一种采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤1中，抽油杆柱自重状态下的上冲程伸长量λ1和下冲程伸长量λ'1，计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤2中，抽油杆柱在液柱载荷下的上冲程伸长量λ2和下冲程伸长量λ'2计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的采用实测数据修正的抽油杆柱伸长变化量计算方法，其特征在于，步骤3中，抽油杆柱悬点的运动模型近似为曲柄滑块运动，上冲程最大载荷发生在上死点，下冲程最大载荷发生在下死点，得到抽油...
【专利技术属性】
技术研发人员：马建杰，潘玉杰，陈碧波，徐贵春，邓吉彬，谢善霖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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