一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置.pdf

本发明涉及一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置，其中，方法包括：确定油井产量的经济效益函数；确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；确定抽油杆寿命的经济效益函数；以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径DP、下泵深度LP；确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。

1.  一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法，其特征在于，包括：
确定油井产量的经济效益函数；
确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
确定抽油杆寿命的经济效益函数；
以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径DP、下泵深度LP；
确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
其中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷，η_V为泵效。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。

5.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。

6.  一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定装置，其特征在于，包括：
产量经济效益函数确定单元，用于确定油井产量的经济效益函数；
能耗经济效益函数确定单元，用于确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
寿命经济效益函数确定单元，用于确定抽油杆寿命的经济效益函数；
有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元，用于以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；
抽汲工艺参数确定单元，用于确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。

7.  如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述产量经济效益函数确定单元确定的油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
式中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；
其中，油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。

8.  如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述能耗经济效益函数确定单元确定的有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷，η_V为泵效。

9.  如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述寿命经济效益函数确定单元确定抽油杆寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。

10.  如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元建立的有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。

一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置
技术领域
本发明涉及油田有杆泵采油领域，特别涉及一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置，该方法及装置采用产量、能耗、寿命三者协调的有杆泵抽汲参数。
背景技术
目前，我国斜井绝大多数采用有杆泵举升系统进行抽油作业。有杆泵举升系统具有操作方便、综合成本低的特点，但由于井下环境的复杂性及部分设备运动的不可见性，准确地分析并优化系统工作过程较为困难。为保证油井在安全高效的状态下工作，有杆泵举升系统要具有适当的产能、较低的能耗以及足够长的寿命。然而不同的抽汲参数（冲程、冲次、泵径、下泵深度）会带来不同的产量、能耗、寿命，比如冲程、冲次较小可以保证杆柱在井下长时间可靠使用，但油井产量太低；冲次太大则会导致杆柱磨损剧烈寿命过低、检泵周期缩短；不合适的抽汲参数则易造成设备低效率运行。如何平衡抽汲参数对各方面造成的影响，是一项较为复杂的工作。
目前国内进行有杆泵举升系统生产方案制定时，通常以系统的能耗效率为目标函数优化，例如，公开号为1245243的中国发明专利申请，以采油损失功率最低原则选择有杆泵工作参数，但系统效率最高对油田来说并不代表效益最大化，提高了能量使用率的同时却没有考虑到对总体经济效益的影响；国外则主要是以满足产量需求来选择抽汲参数。单方面地考虑某一指标最优化无法满足油田现场的具体需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法及装置，从产量、能耗、寿命三个指标考虑得到有杆泵抽汲参数，为油田现场提供最优化的生产方案。
为实现上述目的，本发明提供了一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法，包括：
确定油井产量的经济效益函数；
确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
确定抽油杆寿命的经济效益函数；
以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；
确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。
可选的，在本发明一实施例中，所述油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
其中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算 的液柱载荷，η_V为泵效。
可选的，在本发明一实施例中，所述寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。
为实现上述目的，本发明提供了一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定装置，包括：
产量经济效益函数确定单元，用于确定油井产量的经济效益函数；
能耗经济效益函数确定单元，用于确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
寿命经济效益函数确定单元，用于确定抽油杆寿命的经济效益函数；
有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元，用于以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；
抽汲工艺参数确定单元，用于确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。
可选的，在本发明一实施例中，所述产量经济效益函数确定单元确定的油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
式中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；
其中，油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为 泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。
可选的，在本发明一实施例中，所述能耗经济效益函数确定单元确定的有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷，η_V为泵效。
可选的，在本发明一实施例中，所述寿命经济效益函数确定单元确定抽油杆寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元建立的有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。
上述技术方案具有如下有益效果：本技术方案考虑了油井产量、能耗和抽油杆寿命之间的内在联系，以抽汲参数为决策变量使得油田经济效益最大化，根据油田的实际情况可以进行不限定产量设计实现产量、能耗和寿命三目标设计，也可固定产量目标，实现能耗和寿命的协调设计，为油田制定生产方案提供了科学的确定方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法流程图；
图2为本发明提供的一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定装置框图；
图3为实施例的有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明提供的一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法流程图。包括：
步骤101）：确定油井产量的经济效益函数；
步骤102）：确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
步骤103）：确定抽油杆寿命的经济效益函数；
步骤104）：以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；
步骤105）：确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽汲工艺参数的取值。
可选的，在本发明一实施例中，所述油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
其中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为 泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷，η_V为泵效。
可选的，在本发明一实施例中，所述寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。
如图2所示，为本发明提供的一种有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定装置框图。包括：
产量经济效益函数确定单元201，用于确定油井产量的经济效益函数；
能耗经济效益函数确定单元202，用于确定有杆泵举升系统能耗的经济效益函数；
寿命经济效益函数确定单元203，用于确定抽油杆寿命的经济效益函数；
有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元204，用于以产量的经济效益函数、能耗的经济效益函数和寿命的经济效益函数为目标函数，以抽汲工艺参数为决策变量，建立有杆泵举升系统的经济效益目标函数；其中，所述抽汲工艺参数包括冲程S、冲次N、泵径D_P、下泵深度L_P；
抽汲工艺参数确定单元205，用于确定所述经济效益目标函数取得最大值时的抽 汲工艺参数的取值。
可选的，在本发明一实施例中，所述产量经济效益函数确定单元201确定的油井产量的经济效益函数为：
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
式中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格；
其中，油井产量Q的计算方法分为两种情况：
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定；若油井.不限定产量，则在一定的设备条件下，油井产量Q值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，η_V为泵效，η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄；式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失；其中，式中，S_p为活塞冲程；式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为泵内气液比；R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>式中，η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子；式中，B为泵内混合液的体积系数；η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。
可选的，在本发明一实施例中，所述能耗经济效益函数确定单元202确定的有杆泵举升系统能耗的经济效益函数为：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度；η为抽油机的系统效率，η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷，η_V为泵效。
可选的，在本发明一实施例中，所述寿命经济效益函数确定单元203确定抽油杆寿命的经济效益函数为：
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。
可选的，在本发明一实施例中，所述有杆泵举升系统的经济效益目标函数建立单元204建立的有杆泵举升系统的经济效益目标函数为：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)。
实施例：
本实施例以产量、能耗、寿命为目标函数，冲程、冲次、泵径、下泵深度为决策变量，经济效益最大化为目的，如图3所示，为实施例的有杆泵举升系统抽汲工艺参数确定方法流程图。包括：
步骤一：确定产量的经济效益函数
油井产量的经济效益以油价来衡定，其经济效益函数为
F_p(S,N,D_p,L_p)＝Q(S,N,D_p,L_p)·t·P_Oil
式中，Q为油井产量；P_Oil为原油价格。
油井产量Q的计算方法分为两种情况：
1.给定产量
若油井需在给定产量下工作，则上式中产量值按配产任务指定。
2.不限定产量
在一定的设备条件下，为寻求发挥设备最大潜力的抽油设计方案需进行不限定产量设计。此时，上式中产量值需按井下抽油泵的实际排量计算：
Q＝Q_t·η_V＝360·π·D_p²·S·N·η_V
式中，D_p为泵径；S为光杆冲程；N为冲次。
泵的实际容积是一个定值，在生产过程中由实际产液量、冲程损失、进泵气体量、泵内液体的体积变化量和泵的漏失量所组成，则泵效
η_V＝η₁·η₂·η₃·η₄
式中，η₁为冲程效率损失；η₂为气体影响效率损失；η₃为体积变化效率损失；η₄为漏失效率损失。
一般情况下，柱塞冲程小于光杆冲程。抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩愈大，柱塞冲程与光杆冲程的差别愈大，泵效就愈低。计算冲程效率损失η₁：
η1=SpS]]>
式中，S_p为活塞冲程。
多数油田在深井泵开采期，都是在井底流压低于饱和压力下生产的，即使在高于饱和压力下生产，泵口压力也低于饱和压力。因此在抽汲时总是气液两相同时进泵，减少进泵液量而降低泵效。计算气体影响效率损失η₂：
η2=β=1-KR1+R]]>
R=(1-ηm)·(Rp-Rs)·(1-fw)·(t0+273)·Z(Pn0+1)·293;]]>
式中，β为泵的充满系数；K为泵的余隙比；R为泵内气液比；η_m为气锚的分气效率；R_p为生产气油比；R_s为溶解气油比；f_w为含水率；t₀为泵吸入口温度；P_n0为泵吸入口压力；Z为天然气压缩因子。
考虑地面原油脱气引起体积收缩引起的效率损失η₃：
η3=1B]]>
式中，B为泵内混合液的体积系数。
计算柱塞与衬套间的漏失效率损失η₄：
η4=1-π·(Dp+Dv)·Dv3·Dp12·μ·ρ·Lp·12·1Qt·η1·η2·η3]]>
式中，D_v为泵间隙；μ为井液粘度；ρ为井液密度；L_p为柱塞长度。
步骤二：确定能耗的经济效益函数
系统效率反映的是抽油机对能量的使用效率，可通过水力功率反求出系统所耗费电能：
Fe(S,N,Dp,Lp)=-HPHη(S,N,Dp,Lp)·t·Pelec]]>
式中，HP_H为水力功率；P_elec为用电价格；η为系统效率；ρ_l为抽汲液体的密度；L为动液面深度。
抽油机的系统效率：
η=HPHHPPR=Qt·ρ·L·g·ηV86400·60Wl·S·N;]]>
式中，HP_H为水力功率；HP_PR为光杆功率；L为有效提升高度，即动液面深度；W_l为按柱塞截面积计算的液柱载荷。
步骤三：确定寿命的经济效益函数
抽油杆寿命决定了检泵周期的长短，可通过检泵期间发生的效益损失来确定其经济效益函数
Fl(S,N,Dp,Lp)=-(Qt(S,N,Dp,Lp)·ηV(S,N,Dp,Lp)·tc+Pc)·POil·ttr(S,N)]]>
式中，P_c为检泵费用；t_c为检泵导致停产天数；t_r为抽油杆寿命。
抽油杆由于磨损发生破坏，磨损最严重的部位决定了整个抽油杆的寿命。在这里采用修正古德曼图计算磨损极限：
σall=(T4+0.5625Pminfr)SF‾Pmaxfr≤σallPL‾=Pmax-Pminfr·σall-Pmin×100%]]>
式中，σ_all为抽油杆柱的许用最大应力；T为抽油杆最小抗张强度；P_max、P_min为该微元段的最大最小载荷；f_r为抽油杆磨损后的截面积；为抽油杆使用系数；为应力范围比，应保证各级抽油杆的
若某时刻抽油杆一分段磨损后的截面积f_r不满足小于最大应力范围比时，该时刻为抽油杆分段最长使用时间；抽油杆各井深分段中到达磨损极限最短的时间就是整个抽油杆的寿命。
步骤四：建立三者协调优化函数
以产量、能耗和寿命为目标函数，抽汲参数（冲程S、冲次N、泵径D_p、下泵深度L_p）为决策变量，建立有杆举升系统的经济效益目标函数，从而寻找协调最优设计方案：
F(S,N,D_p,L_p)＝F_p(S,N,D_p,L_p)+F_e(S,N,D_p,L_p)+F_l(S,N,D_p,L_p)
通过枚举找到使经济效益目标函数值最大的抽汲参数组合，即得到最优方案。
1.指定产量下实现能耗和寿命的协调设计
以M油田X井为例，该油井的油藏中深为1455.60m，含水率为0.9，油压为1.31MPa，套压为5.03MPa，指定日产油量19m³。假设原油价格为80美元/桶，油田现场用电价格为0.5元/度，检泵费用为5万元，检泵导致停产10天。
以冲程S、冲次N为变量，可选方案如下：

可见，综合考虑油井的产量、系统效率和抽油杆寿命，为使经济效益最大化，应选择方案3（即抽汲参数组合：冲程3米，冲次4次/分钟）。
以泵径D_p、下泵深度L_p为变量，可选方案如下：

综合考虑油井的产量、系统效率和抽油杆寿命，为使经济效益最大化，应选择方案1（即抽汲参数组合：泵径0.044米，泵深1206.85米）。
2.不限定产量下实现产量、能耗和寿命三目标设计
在一定的设备条件下，若油田开发到中后期产量较小，则为寻求发挥设备最大潜力，抽油设计方案需进行不限定产量设计。
以N油田Y井为例，该油井的油藏中深为1440.50m，含水率为0.66，油压为0.6MPa，套压为0.5MPa。假设原油价格为80美元/桶，油田现场用电价格为0.5元/度，检泵费用为5万元，检泵导致停产10天。
以冲程S、冲次N为变量，可选方案如下：


可见，综合考虑油井的产量、系统效率和抽油杆寿命，为使经济效益最大化，应选择方案6（即抽汲参数组合：冲程2.5米，冲次4次/分钟）。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。