采油工程課程設(shè)計(已修改)
2025-06-13 00:34 本頁面
【正文】 采油工程課程設(shè)計1. 序 言目前,有桿抽油系統(tǒng)能耗嚴重,效率普遍偏低,而且有桿抽油在機械采油中又占有很大比例。全面系統(tǒng)地分析影響有桿抽油系統(tǒng)效率的因素及能量在傳遞過程中消耗的原因,開展提高抽油系統(tǒng)效率研究,已成為我國降低石油開采成本,實現(xiàn)高效經(jīng)濟采油的重點研究課題之一。 有桿泵抽油系統(tǒng)由抽油機、抽油泵和抽油桿三大部分組成 。有桿泵抽抽是我國主要的機械采油方式，抽汕機井數(shù)量多、耗電量大，因此提高抽油機并的系統(tǒng)效率，降低其能耗，對抽油機井節(jié)能具有重要意義。作為低壓油藏中有效的人工舉升方式，有桿泵抽油已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其中最常用的是游梁式有桿抽油系統(tǒng)，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、耐用且經(jīng)濟。游梁式抽油機－深井泵抽油裝置：用油管把深井泵下入到井內(nèi)液面以下，在泵筒下部裝有只能向上打開的吸入閥，用抽油桿把柱塞下入泵筒內(nèi)，柱塞上裝有只能向上打開的排出閥，通過抽油桿柱把抽油機驢頭懸點產(chǎn)生的上下往復運動傳遞給抽油泵向上抽油。然而研究表明，有桿抽油系統(tǒng)的效率只有50%左右（即如果原動力是電動機，則只有50%的電能被轉(zhuǎn)化為水力功率），通過精心設(shè)計和革新, 其效率還能大大提高。有桿抽油系統(tǒng)存在“反傳”現(xiàn)象，即下沖程中抽油機反而帶著電動機運轉(zhuǎn)，從而造成功率的浪費。抽油機井的系統(tǒng)運行效率一直處于比較低的水平 ，這使得生產(chǎn)能耗大，采油可變成本高。有桿泵往復抽汲方式具有設(shè)備裝置簡單、操作方便、綜合成本低的特點。我國約有90%的油井、全世界約有80%的油井采用這種方式進行生產(chǎn)。但是,在采用有桿泵抽油方式的油井中，其機械采油系統(tǒng)的效率一般較低,而機械采油能耗費用在采油變動成本中所占比例最大，現(xiàn)已達到12%以上。在國內(nèi)抽油機井整個系統(tǒng)工作過程中，70%以上的能耗作了無用功,造成了大量的能源浪費，同時加劇了機械損耗。抽油機載荷變化、泵效偏低、油井供液不足、抽油機機械性能變差以及抽油機不平衡等都是影響系統(tǒng)效率的主要因素。抽油機系統(tǒng)工作時，是一個能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，而能量的每次傳遞都有一定的損失。由地面供入系統(tǒng)的能量減去系統(tǒng)的各種損失，就是系統(tǒng)供給液體的有效能量 ,將液體舉升至地面的有效作功能量與系統(tǒng)輸入能量的比值即為抽油機系統(tǒng)效率。在實際開采作業(yè)過程中，抽油機受油井的井深、油質(zhì)、雜質(zhì)、含沙量、含水量等諸多客觀因素的影響，須調(diào)整作業(yè)沖次、沖程，甚至更換電機、改變電機的功率；同時，由于油田所處地理位置、緯度的不同，以及所處地區(qū)的氣候等自然因素，也會對開采作業(yè)產(chǎn)生影響，要求抽油機根據(jù)實際工況進行相應(yīng)的速度調(diào)整。有桿泵抽油系統(tǒng)能耗問題日趨嚴重，直接影響原油的開采成本。深入開展提高有桿泵抽油系統(tǒng)效率的技術(shù)研究，對提高油田的采油工程技術(shù)水平和經(jīng)濟效益具有重要意義。因此,有必要開展油田有桿泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析方法的研究,以滿足油田生產(chǎn)的需要。本文針對有桿抽油設(shè)計過程中易忽略其系統(tǒng)性而導致系統(tǒng)效率低的實際情況，系統(tǒng)詳細地分析了系統(tǒng)效率的組成，基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作原理提出以經(jīng)濟指數(shù)最小為目標的有桿抽油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法。在確定所選模型對單井計算所產(chǎn)生的誤差限的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)層流入動態(tài)入手，依據(jù)配產(chǎn)確定井底流壓，結(jié)合套壓擬合油套環(huán)空壓力梯度確定動液面深度，進而確定泵掛深度，合理設(shè)計組合桿柱，預測動態(tài)參數(shù)，提出了提高系統(tǒng)效率的途徑和方法，計算各種抽油參數(shù)組合下的系統(tǒng)效率，并以系統(tǒng)效率較高、收益較好為目標，采取“多中擇優(yōu)”的參數(shù)組合設(shè)計方法選取一套抽油參數(shù)，達到抽油系統(tǒng)設(shè)備配置和參數(shù)選擇的優(yōu)化設(shè)計，降低綜合成本，提高經(jīng)濟效益的目的。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計是依據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(井深、地層壓力、油藏溫度、飽和壓力、套管內(nèi)徑、油管內(nèi)徑、油管外徑、地面原油相對密度、地面產(chǎn)出水相對密度、標況下天然氣相對密度)、生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)(體積含水、井底流壓、產(chǎn)油量)和設(shè)計數(shù)據(jù)(體積含水、產(chǎn)油量、生產(chǎn)氣油比、油壓、套壓)，計算各種載荷，確定系統(tǒng)中機械設(shè)備的型號和規(guī)格，確定泵效最大的機桿泵及其工作參數(shù)，通過進一步完善確定機桿泵及其工作參數(shù)，使
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