杜红勇　安蓉 　汪小平

　　抽油机系统是油田的主要耗能设备之一。目前，在有杆泵抽油方式的油井中，其机采系统效率一直较低。检测部门通过对其效率进行测算以及对测算结果进行不确定度的评定，可以确定测试结果的可信程度及效率的变化范围，从而掌握抽油机系统效率和相关测算参数的关系，并能够确定降低不确定度和提高系统运行效率的技术措施。    

　　一、测量不确定度的评定流程

　　我国于1999年，经国家质量技术监督局批准，颁布实施了由全国法制计量技术委员会提出的JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》技术规范。
　　测量不确定度评定的典型流程如图1所示。
    

图1　测量不确定度的评定流程

    　二、机械采油系统效率不确定度的数学模型

　　石油天然气行业标准(SY/T5266-1996)，给出了机械采油单井系统效率测算方法。
　　机械采油井的输入功率为:
    
　　通常输入功率(有功功率)是由电参数测试仪(如DJ-33)测试所得的。

　　机械采油井的有效功率为:
　　
    式中:P₂——有效功率，kW；Q——油井产液量，m³/d；H——有效扬程，m；ρ——油井液体密度，t/m³；g——重力加速度，g=9.8m/s²。其中有效扬程H为:
    
    式中:H_d——油井动液面深度，m；p_o——油管压力，MPa；p_t——套管压力，MPa。式(3)中油井液体密度ρ为:
    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。
    单井的系统效率为:
    
    所以机械采油系统效率的数学模型为:
    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均为测量值且相互独立。因此，单井系统效率的合成标准不确定度可表示为:
    
    式(7)中，u_Q、、、、、、、分别为Q、H_d、f_w、ρ_o、p_o、p_t、P₁分量的不确定度。
    由式(6)分别求导后整理可得:
    
    
　　通过A类或B类评定可求得各分量的不确定度，通过式(8)至式(14)可计算得到各分量的灵敏系数，最后按式(7)计算得到机械采油系统效率的合成标准不确定度u_η。    

　　三、应用实例

　　井号为P2-232抽油机的测试结果如表1所示。
    

    表1　 P2-232抽油机系统效率及不确定度计算结果

　　通过B类评定求各分量的不确定度，由式(8)至式(14)及表1中的数据计算灵敏系数。如对输入功率P₁而言，其灵敏系数为:
    
    其测试仪器的准确度等级为1.0级，取均匀分布，则其不确定度分量为:
    
    其他计算与此类似。该抽油机的不确定度计算结果如表1所示。    

　　四、结论

　　各分量的不确定度对抽油机系统的合成不确定度的影响各不相同。影响较大的分量主要是产液量和有功功率。降低测试结果的不确定度应从降低各测试分量的不确定度入手。
　　作者单位【杜红勇  安蓉  胜利油田技术检测中心、汪小平  四川石油管理局川东钻探机械厂】