杜紅勇　安蓉 　汪小平

　　抽油機系統是油田的主要耗能設備之一。目前，在有桿泵抽油方式的油井中，其機采系統效率一直較低。檢測部門通過對其效率進行測算以及對測算結果進行不確定度的評定，可以確定測試結果的可信程度及效率的變化范圍，從而掌握抽油機系統效率和相關測算參數的關系，并能夠確定降低不確定度和提高系統運行效率的技術措施。    

　　一、測量不確定度的評定流程

　　我國于1999年，經國家質量技術監督局批準，頒布實施了由全國法制計量技術委員會提出的JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》技術規范。
　　測量不確定度評定的典型流程如圖1所示。
    

圖1　測量不確定度的評定流程

    　二、機械采油系統效率不確定度的數學模型

　　石油天然氣行業標準(SY/T5266-1996)，給出了機械采油單井系統效率測算方法。
　　機械采油井的輸入功率為:
    
　　通常輸入功率(有功功率)是由電參數測試儀(如DJ-33)測試所得的。

　　機械采油井的有效功率為:
　　
    式中:P₂——有效功率，kW；Q——油井產液量，m³/d；H——有效揚程，m；ρ——油井液體密度，t/m³；g——重力加速度，g=9.8m/s²。其中有效揚程H為:
    
    式中:H_d——油井動液面深度，m；p_o——油管壓力，MPa；p_t——套管壓力，MPa。式(3)中油井液體密度ρ為:
    ρ=(1-f_w)·ρ_o+f_w·ρ_w  (4)
    式中:f_w——含水率；ρ_o——油的密度，t/m³；ρ_w——水的密度，ρ_w=1t/m³。
    單井的系統效率為:
    
    所以機械采油系統效率的數學模型為:
    η={Q·H_d〔(1-f_w)·ρ_o+f_wρ_w〕·9.8+Q(p_o-p_t)·1000}/(86400·P₁)  (6)

　　在式(6)中，Q、H_d、f_w、ρ_o、p_o、p_t、P1均為測量值且相互獨立。因此，單井系統效率的合成標準不確定度可表示為:
    
    式(7)中，u_Q、、、、、、、分別為Q、H_d、f_w、ρ_o、p_o、p_t、P₁分量的不確定度。
    由式(6)分別求導后整理可得:
    
    
　　通過A類或B類評定可求得各分量的不確定度，通過式(8)至式(14)可計算得到各分量的靈敏系數，最后按式(7)計算得到機械采油系統效率的合成標準不確定度u_η。    

　　三、應用實例

　　井號為P2-232抽油機的測試結果如表1所示。
    

    表1　 P2-232抽油機系統效率及不確定度計算結果

　　通過B類評定求各分量的不確定度，由式(8)至式(14)及表1中的數據計算靈敏系數。如對輸入功率P₁而言，其靈敏系數為:
    
    其測試儀器的準確度等級為1.0級，取均勻分布，則其不確定度分量為:
    
    其他計算與此類似。該抽油機的不確定度計算結果如表1所示。    

　　四、結論

　　各分量的不確定度對抽油機系統的合成不確定度的影響各不相同。影響較大的分量主要是產液量和有功功率。降低測試結果的不確定度應從降低各測試分量的不確定度入手。
　　作者單位【杜紅勇  安蓉  勝利油田技術檢測中心、汪小平  四川石油管理局川東鉆探機械廠】