ICS75.020 SY E 14 备案号：60724—2018 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T62582017 代替SY/T6258—1996 有杆抽油系统（常规型）设计计算方法 Design calculationsfor sucker rod pumping systems (conventional units) 2017一11一15发布 2018-03-01实施 国家能源局 发布 SY/T6258—2017 目 次 前言· .II 1 范围 2 物理量符号及单位 3 公式 4 设计步骤 附录A（资料性附录） 本标准与APITR11L：2008相比的结构变化情况·· ..··20 附录B（资料性附录） 本标准与APITR11L：2008的技术性差异及其原因· ··22 附录C（规范性附录） 设计计算表 ....24 附录D（资料性附录） 设计计算举例 ·26 附录E（资料性附录） 无因次参数说明 28 参考文献 34 SY/T6258—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替SY/T6258一1996《有杆抽油系统（常规型）设计计算方法》，与SY/T6258一1996相 比，主要内容变化如下： 删除了封面和前言中英文标准名中的“Practicefor”（见1996年版的封面、前言）； 删除了引言（见1996年版的引言）； 重新整理了符号说明和计算公式，分别放在第2章、第3章（见第2章、第3章，1996年版 的3.1，3.2）； 将章节“公式”中的无因次变量名称光杆最大载荷、最小载荷、光杆功率、曲柄最大扭矩分 别在其后加“系数”两字（见3.2)。 考虑到国内对系统效率的重视，在APITR11L：2008（第5版）基础上，增加了井下系统效 率的计算方法（见3.3）； 将泵径数值与国内标准进行统一，如将31.8mm改为32mm（见表5）； 将“设计步骤”章节中的“设计计算表”部分以规范性附录放到附录C中（见附录C，1996 年版的第4章）； 1996年版的第4章）； 修改1996年版附录A为附录E（见附录E，见1996年版的附录A）； 增加了附录E中对计算机程序设计方案的描述（见E.3）； 删除了对计算载荷和扭矩的说明（见1996年版的A.17）； 修改了“管柱”为“杆柱”（见图E.5、图E.6，1996年版的图A.5、图A.6）； 修改了“E”为“F”【见公式（E.1）至公式（E.3)，1996年版的公式（A1）至公式（A3)]。 本标准使用重新起草法修改采用APITR11L：2008《有杆抽油系统（常规型）设计计算方法》。 本标准与APITR11L：2008相比，在结构上有较多调整，附录A中列出了本标准与APITR11L： 2008的章条编号对照一览表。 本标准与APITR11L：2008相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白 位置的垂直单线（）进行了标示，附录B给出了相应技术性差异及其原因一览表。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由采油采气专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油勘探开发研究院采油工程研究所、中国石油化工股份有限公司石油勘 探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司钻采工程部。 本标准主要起草人：师俊峰、赵瑞东、张喜顺、张鑫、张建军、孙大奎、石在虹、陈诗雯。 II SY/T6258—2017 有杆抽油系统 充（常规型） ）设计计算方法 范围 1 本标准规定了常规型有杆抽油系统工况指标设计计算时的物理量符号及单位、公式和设计步骤。 本标准适用于符合附录E中假设条件的常规型有杆抽油系统的设计计算，不适用于以下特殊井 况：斜井或全角变化率较大的井、井液黏度很高的井、严重出砂的井、高气油比的井、自喷井。 2 物理量符号及单位 物理量符号及单位见表1。 表1 物理量符号及单位 序号 物理量符号 名称及单位 单位符号，公 公制 (英制) 1 CBE 游梁平衡重，千牛（磅） kN (Ib) 2 D 泵径，毫米 (英寸) mm (in) 3 E 抽油杆柱弹性常数，牛-1【英寸/（磅·英尺】】 N- [in/ (Ib - ft)] 4 E. 油管柱弹性常数，牛-1【英寸/（磅·英尺)】 N-1 [in/ (Ib - ft)] 5 F 光杆最大载荷系数，无量纲 F, 6 光杆最小载荷系数，无量纲 7 频率系数，无量纲 8 F 柱塞横截面上的液柱载荷，千牛（磅） kN (Ib) 9 光杆功率系数，无量纲 10 G 井液相对密度，无量纲 11 H 净举升高度，米（英尺） m (ft) 12 L 泵挂深度，米(英尺） m (ft) 13 MPRL 光杆最小载荷，千牛（磅） kN (Ib) 14 N 冲次，分钟-1 min-! 15 N. 等径钢杆柱自然振动频率，分钟-1 min-1 16 N。 多级抽油杆柱自然振动频率，分钟-1 min-! 17 PD 泵排量，立方米/天（桶/天） m/d (bbl/d) 18 PPRL 光杆最大载荷，千牛（磅） kN (Ib) 19 PRHP 光杆功率，千瓦 kw 20 PT 曲柄最大扭矩，千牛·米（磅·英寸） kN ·m (Ib · in) 1 SY/T6258—2017 表1(续) 序号 名称及单位 物理量符号 单位符号，公制(英制） 21 s 光杆冲程，米(英寸） m (in) 22 Sk, 将杆柱拉伸一个冲程长度S所需载荷，千牛（磅） kN (Ib) 23 s, 抽油泵柱塞冲程，米（英寸） m (in) 24 SPM 每分钟冲次数，分钟-1 min-1 25 T 曲柄扭矩，千牛·米（磅·英寸） kN ·m (Ib · in) 26 T. W,/Sk,不等于0.3时的扭矩调整值，无量纲 27 W 抽油杆柱在大气中的总重力，千牛（磅） kN (Ib) 28 W, 抽油杆柱在大气中平均单位长度重力，千牛/米（磅/英尺） N/m (1b/ft) 29 Wr 抽油杆柱在液体中的总重力 kN (Ib) 30 k. 抽油杆柱总弹簧常数，千牛/米（磅/英寸） kN/m (Ib/in) 31 k 油管柱未锚定部分的弹簧常数，千牛/米（磅/英寸） kN/m (Ib/in) 32 HPH 水力功率，千瓦 kw 33 井下效率，用百分数表示 % na 公式 3 3.1 示功图基本变量 图1给出了有杆抽油系统计算公式中变量F。，F,，F,，W。和S的含义。 光杆最大载荷PPRL 冲次大于零（N>0）时光杆示意图 冲次等于零（N=0）时光杆示意图 冲程上死点 光 杆 F。（柱塞横截面积上的载荷) 载 荷 冲程下死点 W(抽油杆柱在井液中的重力) s o 光杆位移 图1示功图基本变量 不同冲次条件下，光杆最大、最小载荷计算见公式（1）至公式（4）。 a）冲次N～0时，光杆最大、最小载荷计算公式如下： 1）光杆最大载荷计算见公式（1）： PPRL=W,+F. (1) 2）光杆最小载荷计算见公式（2）： 2 SY/T6258—2017 MPRL=W. (2) b）冲次N>0时，光杆最大、最小载荷计算公式如下： 1）光杆最大载荷计算见公式（3）： PPRL=W,+F, (3) 2）光杆最小载荷计算见公式（4）： PPRL=W,-F, (4) 3.2 无因次变量 无因次变量如下： a）无因次自变量有： 1）无因次冲次：N/N。（量纲分析：min-/min-l=1）； kN =1)。 b）无因次因变量有： 1）光杆最大载荷系数：F,/Sk,； 2）光杆最小载荷系数：F,/Sk； 3）曲柄最大扭矩系数：2T/Sk； 4）光杆功率系数：F/Sk； 5）柱塞冲程系数：S/S； 6）并下效率na：HPH/PRHP。 3.3 工况指标 应用计算机模拟方法，计算N/N。和F/Sk.两个无因次变量不同组合下有杆抽油系统的工况指标， 将计算结果整理绘制成图2至图7所示图版。应用图版确定各种无因次变量，代人下列公式进行 计算： a）柱塞冲程计算见公式（5）： S= [(S/S)·S] - (F,×1/k) (5) 注：当油管柱锚定时，1/K,=0，对应柱塞冲程计算公式变为S,=（S,/S）·S。 b）抽油泵排量计算见公式（6）： PD=0.1166 × 9.703 × 10-3S, · N · D2 (6) (=0.1166S, ·N· D?)* c）光杆最大载荷计算见公式（7）： PPRL=W,+[(F,/Sk.)· Sk] (7) d）光杆最小载荷计算见公式（8）： MPRL=W.-[(F/Sk)·Sk] (8) 英制单位的计算公式。 3