【正文】 （ 5） 泵效計(jì)算 （ 15 分） 主要包括泵理論排量、沖程損 失系數(shù)、泵充滿系數(shù)、漏失量及實(shí)際泵產(chǎn)量和泵效計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中為了減小工作量， 采用只迭代一次的方法 。包括油層和流體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；機(jī)、桿、泵型號及以參數(shù)；計(jì)算出 的壓力、產(chǎn)量、載荷、應(yīng)力、扭矩、功率及舉升效率等指標(biāo)。 E—— 鋼的彈性模數(shù)， 1011Pa； Lf—— 動(dòng)液面深度， m； L L L3—— 每級抽油桿的長度， m； 21 fr fr2 、 fr3—— 每級抽油桿的截面積， m2 3)充滿系數(shù) β 的計(jì)算 RKR??? 11? （ 56） 式中： K—— 泵內(nèi)余隙比； R—— 泵內(nèi)氣液比； 050)10( )1)(( TP ZTPfRRRininWSP ? ??? （ 57） PR —— 地面生產(chǎn)氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 S—— 沖程， m。 在設(shè)計(jì)抽油桿的過程中油管直徑一般取 ?212 （內(nèi)徑 62mm）。 min? —— 抽油桿最小應(yīng)力， Pa； SF —— 使用系數(shù)，考慮到流體腐蝕性等因素而附加的系數(shù)（小于或等于 ），使用時(shí)可考表 2 來 選值。原因之二是因?yàn)闂U、管環(huán)空中的壓力分布取決于桿徑，而桿柱的設(shè)計(jì)有用到桿、管環(huán)空中的壓力分布。 (4)霧流 霧流混合物密度計(jì)算公式與泡流相同： ggLgggLLm HHHH ?????????? )1( 由于霧流的氣液無相對運(yùn)動(dòng)速度，即滑脫速度接近于霧，基本上沒有滑脫。滑脫速度定義為：氣相流速與液相流速之差。出現(xiàn)霧流時(shí)，氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。 Orkiszewski 法提出的四種流動(dòng)型態(tài)是泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流。 2)按壓力增量迭代的步驟 ①已知任一點(diǎn) (井底或井口 )的壓力 0P ， 選取合適的深度間隔 h? (一般可選50～ 100 米，可將管 L 等分為 n 段 )。 1)按深度增量迭代的步驟 ①已知任一點(diǎn) (井口或井底 )的壓力 oP 作為起點(diǎn)，任選一個(gè)合適的壓力降 P? 作為計(jì)算的壓力間隔。 (12) 天然氣的粘度 天然氣粘度取 smPa???? ? 1． 4 井筒溫度場計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿井筒的溫度分布： ? ?)(1 LHBA T AA T A oro A T AeLBHB tttt ??????????? （ 24） )1(2 WPATA FG KB ?? ?? ? 1 0 0 1GP eK ???? 9 241000?? LQG 式中， LQ —— 油井產(chǎn)液量， t/d； wF —— 重量含水率，小數(shù)； ot —— 恒溫層溫度，℃； rt —— 油層溫度，℃； H—— 油層中部 深 度， m； L—— 井筒中任意點(diǎn)深度， m。 （ 2）原油的 API 度 API oy ??? （ 9） 式中， APIy — 原油的 API 度。因而，他既是確定油井合理工作方式的依據(jù)，也是分析油井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。39。 b． 按 39。若沒有井底流壓的測試值，可根據(jù)測試液面和套壓計(jì)算得井底流壓，從而計(jì)算出采液指樹及 IPR 曲線。 抽油井井底流壓為 wfp 向上為多相管流 ,至泵下壓力降至泵的沉沒壓力 (或吸入口壓力 ) np ,抽油泵為增壓設(shè)備 ,故泵出口壓力增至 zp ,稱為泵的排出口壓力 .在向上 ,為抽油桿油管間的環(huán)空流動(dòng) .至井口 ,壓力降至井口回壓 hp 。有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是選擇合理的機(jī)，桿，泵，管以及相應(yīng)的抽汲參數(shù)，目的是挖掘油井潛力，使生產(chǎn)壓力差合理，抽油設(shè)備工作安全、高效及達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益。 (2)需要數(shù)據(jù) 井：井深，套管直徑，油層靜壓，油層溫度 混合物：油 、 氣 、 水比重，油飽和壓力 生產(chǎn)數(shù)據(jù)：含水綠，套壓，油壓，生產(chǎn)氣油比，原產(chǎn)量，原流壓（或原動(dòng)液面）。通過分小段計(jì)算多相管流壓力分布，可求得測試點(diǎn)流壓。若井底流壓 wfp 低 于飽和壓力 bp ，則以 2/wfp 為分界線分為兩段，從 wfp 到 2/wfp 為一段，從 2/wfp 到零為一段。 i． 計(jì)算舉升效率。 ① 如果 bwftest pp ? 則1nestwftestqJ pp? ? （ 1） ② 如果 bwftest pp ? 采液指數(shù) 11( 1 ) ( ) ( )8tx e s tbw b w wfx e tsqJ pf p p A f p pL? ? ? ? ? ? （ 2） 式中， )()(bw fx e tsbw fx s t ppppA ??? txestq — 對應(yīng)流壓 wfxetsp 時(shí)總產(chǎn)液量； wf — 含水率，小樹： omzxq — 油 IPR 曲線的最大產(chǎn)油量。 om 的計(jì)算 當(dāng) ?APIo 時(shí) )1 3 4 6(6 6 3 ??? APIyinm （ 13） 當(dāng) ?APIo 時(shí) APIo ym ?? （ 14） ngy 的計(jì)算； 首先計(jì)算泡點(diǎn)壓力系數(shù)；58 .0 5 5 81 0 ( 2 7 3 .1 5 )gg px t ???? ?? （ 15） 當(dāng) ?gx 時(shí) 0 .3 5 3 1 0 .5 9 6 7gng xy ln?? （ 16） 當(dāng) ?? gx 時(shí) 0 .2 4 0 1 0 .2 7gng xy ln?? （ 17） （ 5）油水混合液體的密度 (1 )l o w w wff? ? ?? ? ? ? ? （ 18） 式中， wf —— 體積含水，小數(shù)。然而，這些參數(shù)又是壓力和溫度的函數(shù)，壓力卻又是計(jì)算中需要求得的未知數(shù)。 ⑤計(jì)算對應(yīng)于 P? 的該段管長 (深度差 ) 計(jì)h? 。 為了簡化計(jì)算，通常對各段選取同樣的增量間隔。 圖 1 氣液混合物流動(dòng)型態(tài) (Orkiszewski) 由前面垂直管流能量方程可知，其壓力降是摩擦能量損失、勢能變化和動(dòng)能變化之和。 由于不同流動(dòng)型態(tài)下各種參數(shù)的計(jì)算方法不同，下面按流型分別介紹。 (2)段塞流 混合物平均密度 Lpst psLtm Avq AvW ???????? (34) 式中 ? — 液體分布系數(shù)； sv — 滑脫速度， m/s。 16 以井口油壓或井底流壓為起點(diǎn)，選擇合適的壓力間隔 P? ，假設(shè) h?計(jì)算平均 P 和 T ，并求得在此 P 和 T 下的流體性質(zhì)參數(shù)和流動(dòng)參數(shù)，以及相應(yīng)的流動(dòng)型態(tài)界限 LB、 Lg和 LM確定流動(dòng)型態(tài)霧流計(jì)算氣相存容比、平均密度及摩擦梯度過渡流分別按段塞流和霧流計(jì)算平均密度及摩擦梯度，并進(jìn)行內(nèi)插段塞流計(jì)算滑脫速度、液體分布系數(shù)、平均密度和摩擦梯度泡流計(jì)算氣相存容比、平均密度和摩擦梯度計(jì)算并比較h?，重復(fù)上述計(jì)算使h?的計(jì)算值與假設(shè)值相等或在允許的誤差范圍內(nèi)重復(fù)上述步驟，直到 ?? h的等于或大于油層深度為止 圖 3 Orkiszewski 方法計(jì)算流程框圖 1． 6 抽油桿柱設(shè)計(jì)