【正文】 19 布計算，得到 不同深度處的壓力分布； （ 5）對某一抽汲參數(shù)組合：泵徑、沖程、沖次、泵沉沒度，求其產(chǎn)量。由圖 4 42 可看出，隨沉沒度增加，抽油泵的泵效現(xiàn)增加后減小，系統(tǒng)效率也存在類似的情況，但是，其增大和減小的程度隨沉沒度的不同而變化。比如， 泵效與沉沒度的變化趨勢，符合多項式變化規(guī)律，含水越高，冪次越高； (5) 引起油井實際泵效比理論泵效小的主要原因是凡爾漏失或堵塞 ， 油管結(jié)蠟或結(jié)鹽，要提高泵效主要措施是解鹽、防漏、清蠟。 現(xiàn)場應(yīng)用及結(jié)果分析 對 8 口檢泵井的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化（見表 4續(xù)表 41），主要在泵徑、沖程、沖次和沉沒度方面采取優(yōu)化措施，這些井的平均系統(tǒng)效率有作業(yè)前的 %提高到 %，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益 。 建立最優(yōu)目標(biāo)函數(shù) 在已知實際的下泵深度、動液面高度、原油物性、油井的油壓等參數(shù)的條件下，由油井系統(tǒng)的效率，選擇機(jī)、桿、泵的運(yùn)行參數(shù)，從而使整個系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)。 每項損失又可以表示為： NNPP ? ? )1(22 ??? （ 45） SM PPP 333 ????? （ 45） CT PPP ??? 4 （ 46） ST PPP ??? 39。 等強(qiáng)度設(shè)計就是使得各級桿的 PL 值比較接近，提高安全性。 rr fFfF m inm inm a xm a x 。 井口回壓對懸點載荷的影響 )( rphhu ffpP ?? (330) rhhd fpP ? (331) 式中 huP —— 井口回壓在上沖程中造成的懸點載荷， N； hdP —— 井口回壓在下沖程中造成的懸點載荷， N； ph—— 井口回壓， Pa。m in vvpprlhddr PFFFPIWP ??????? (324) 8 桿柱的重力 ① 抽油桿在空氣中重量： gLqgLfW rsrr ?? ? (325) 式中 rW —— 抽油桿柱的重力， N； G—— 重力加速度， m/s2； rf —— 抽油桿截面積， m2； s? —— 抽油桿材料（鋼）的密度， 37850 mkgs ?? ； L —— 抽油桿柱長度， m； rq —— 每米抽油桿的重量， kg/m。 (6) 水的粘度 w? ? ? ? ?? ?252 9 ?????? ??? TTw e? (315) 式中 w? —— 水的粘度， Pa? S； T—— 溫度， K。 (2) bqqtmax0q bwtrwwf PFJqPFP ?????????? ??? )1( ???????? ??????????????? bo bt qq qqm a x80811 (37) (3) max0qqtqt max 該情況下，曲線主要受含水率的影響，所以綜 合 IPR曲線斜率不變。 Petrobras 提出了計算綜合 IPR 曲線的方法，本軟件采用了這一方法。以此為主線，求出不同泵深下最優(yōu)的抽汲參數(shù) 及對應(yīng)的沉沒度和泵效。具有分離、阻止氣體和擋住砂粒進(jìn)入抽油泵的雙重作用。實踐證明：對于一些不帶噴的井合理控制套管氣，可起到穩(wěn)定液面和產(chǎn)量的作用，并可減少因脫氣而引起的原油粘度的增高。 （ 3）工作方式（軟件）：泵深、抽汲參數(shù)（ D、 S、 n）、套壓控制等。 在抽汲過程中，因為磨損，間隙 e 是個變值，是時間函數(shù)，故漏失量將隨時間而增加。點 )，懸點提前加載。 當(dāng)柱塞繼續(xù)上行到后半沖程時，因活塞上行速度 又逐漸減慢。柱塞與襯套的間隙漏失、游動閥漏失，都會減少從泵內(nèi)排出的液量。 如圖 22 所示，充不滿的圖形特點是下沖程中懸點載荷不能立即減小，只 16 有當(dāng)柱塞遇到液面時，則迅速卸載。1 （ 218） 式中 39。 通常采用充滿系數(shù) β 來表示氣體的影響程度： pVV39。在此區(qū)域內(nèi)，由于抽油桿柱本身的振動，將減小柱塞沖程。在下沖程靜變形后，也會發(fā)生類似現(xiàn)象。39。當(dāng)懸點下行到下死點后，抽油桿的慣性力向下，使抽油桿柱 伸長，柱塞又比靜載變形時向下多移動一段距離 39。1—— 考慮沉沒度影響后的液柱荷載，為上、下沖程中靜載荷之差 ，Ｎ； pfpzz fgLfppW ?????? 139。此時，只有驢頭下行 tr ??? ?? 距離后，柱塞才開始與泵筒發(fā)生相對位移。因此，柱塞尚未發(fā)生移動時，懸點已從下死點移到相對位移位置（ B）， 11 這一段距離幾位抽油桿柱的伸長 r? 。 實際產(chǎn)液量可寫為： 1440 bQ f sn?? （ 21） 從上述三方面出發(fā)，泵效的一般表達(dá)式可寫為： B????? ? ???? 1 （ 22） 式中 ssp/??? —— 考慮抽油桿和油管柱彈性伸縮后的柱塞沖程與光桿沖程之比，表示桿、管彈性伸縮對泵效的影響； V /V?? 液 活 內(nèi)的液體體積與柱塞讓出的泵內(nèi)體積之比，表示泵的充滿程度； 1? —— 泵漏失對泵效影響的漏失系數(shù)； B11B/? ? —— 由于泵效是以地面產(chǎn)出液的體積計算， B? 則是考慮地面原油脫氣引起體積收縮對泵效計算 的影響。 研究內(nèi)容及意義 本課題在分析有關(guān)生產(chǎn)井油氣水含量、采出液物性及油井產(chǎn)能等參數(shù)的基礎(chǔ)上，以泵效、抽油系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)效益等綜合參數(shù)為指標(biāo)，研究抽油井的合理沉沒度。根據(jù)油井產(chǎn)能變化合理設(shè)計的采油方式是實現(xiàn)節(jié)能降耗的又一方法，隨著有桿泵深抽配套技術(shù)的日益完善，對產(chǎn)液量低的油井考慮用大泵深抽代替小排量電泵，提高機(jī)采井系統(tǒng)效率。針對沖程、沖次、桿柱組合等生產(chǎn)參數(shù)對系統(tǒng)效率的影響。如果泵的沉沒度太大，則油井可能 8 帶噴，因抽油泵舉升，而使抽油效率也降低。 (2)以系統(tǒng)效率最高為依據(jù)來確定合理的沉沒度。各采油廠原有的建立于油田生產(chǎn)初期的沉沒度 /泵深的確定準(zhǔn)則已不再適應(yīng)當(dāng)前的油井工況。因為增大泵掛深度后，使抽油桿長度增加和上沖程時作用在活塞上的液柱載荷增加。另外，增加下泵深度也會消耗多余的油管及抽油桿，增大了抽油機(jī)驢頭懸點載荷和電機(jī)的容量，有時還增加了抽油桿的斷脫事故和維修成本。其中，氣體的存在對泵工作性能的影響很大，因此，研 究天然氣特別是自由氣對抽油泵排量系數(shù)的影響是提高有桿抽油設(shè)備工作有效性的一個重要問題。 影響有桿泵泵效及整個系統(tǒng)效率的因素很多。 液柱載荷 ....................................... 8 泵口壓力對懸點載荷的影響 ................... 9 井口回壓對懸點載荷的影響 ................... 9 慣性載荷 ...................................... 10 摩擦載荷 ...................................... 10 振動載荷 ...................................... 12 桿柱的等強(qiáng)度設(shè)計原則 ............................... 12 抽油機(jī)校核 ........................................... 14 最大扭矩計算公式 ............................ 14 電動機(jī)功率計算 ............................... 14 第 四 章 抽油泵合理沉沒度的確定 ..................... 15 系統(tǒng)效率分析 ......................................... 15 建立最優(yōu)目標(biāo)函數(shù) .................................... 18 求解數(shù)學(xué)模型 ......................................... 18 現(xiàn)場應(yīng)用及結(jié)果分析 ................................. 19 第 五 章 結(jié)論 ......................................... 22 參考文獻(xiàn) .............................................. 23 5 第 一 章 引 言 沉沒度的定義 泵下入動液面以下的深度 ， 泵深與動液面的差值。 抽油泵合理沉沒度的研究 1 抽油泵合理沉沒度的研究 摘 要 機(jī)抽井泵的沉沒度是影響泵效和系統(tǒng)效率的重要因素。 4 懸點載荷計算 .......................................... 7 桿柱的重力 .................... 錯誤 !未定義書簽。正確地確定有桿抽油系統(tǒng)的抽汲參數(shù)制度（沖程、沖次、泵徑和泵深）可令設(shè)備在經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)充分滿足產(chǎn)液量需求并保證在安全生產(chǎn)的前提下提高設(shè)備利用率，達(dá)到節(jié)能的目的。一般來說，在抽油井中，抽油泵在井底所輸送的介質(zhì)是有、氣、水的混合物。同時，改變了抽油桿的長度也就改變了下泵深度，這樣也就改變了泵工作位置的溫度和油的粘度，后者也會改變泵的排量系數(shù)。如前所述，這樣做有可能對泵效產(chǎn)生不良影響。在油田生產(chǎn)的中晚期，生產(chǎn)氣油比下降、含水率大幅度上升 。因此，泵的合理沉沒度應(yīng)設(shè)在最小沉沒度與最大沉沒度之間。如果泵的沉沒度太小，則泵的吸入壓力太低，流體充不滿泵筒，而使抽油效率降低。 提高機(jī)采系統(tǒng)效率的對策分析 (1) 優(yōu)化抽油機(jī)井參數(shù)提高系統(tǒng)效率。 (4) 優(yōu)化采油方式，實現(xiàn)節(jié)能降耗。隨著技術(shù)的發(fā)展，各種新型的節(jié)能抽油機(jī)相繼出現(xiàn)，包括旋轉(zhuǎn)驢頭抽油機(jī)、特型雙驢頭抽油機(jī)、異相曲柄平衡抽油機(jī)和摩擦換向抽油機(jī)等。 影響泵效的因素很多，從泵工作環(huán)節(jié) (柱塞讓出體積、液體進(jìn)泵和從泵內(nèi)排出液體 )來看，可歸納為 3 個方面：抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮、氣體充不滿、漏失 [2]。 當(dāng)驢頭開始上行時，游動閥關(guān)閉，液柱載荷作用在柱塞上，使抽油桿柱彈性伸長。 下沖程開始時，吸入閥立即關(guān)閉，液柱荷載由抽油桿柱逐漸移到油管上，使抽油桿柱縮短 r? ，而油管伸長 ? t 。1 trfptr fLfLE gLfffE LW ???? ?? （ 25） 如果為多級抽油桿，則： )( 11 ???? mi riitfp fLfLE gLf ?? （ 26） 式中 λ —— 沖程損失， m； W39。? 。 lrEfLsnWEf LI rrrrd ????? （ 28） )1(179022 239。在上沖程靜變形結(jié)束后，液柱開始隨抽油桿柱做變速運(yùn)動，于是引起抽油桿柱的振動。這樣，對于一定范圍內(nèi)的深井，有一個配合的不利區(qū)域。泵的余隙越 大，進(jìn)入泵內(nèi)的氣量越多，則線越長，示功圖的“ 刀把 ” 越明顯。1 （ 217） 則 ssp VRVVV ???? 139。以防止和減少氣體進(jìn)入泵。 圖 22 充不滿的示功圖 17 泵漏失的影響 影響泵效的漏失因素包括： 排出部分漏失。隨著懸點運(yùn)動的加快， “ 頂托 ” 作用相對減小，直到柱塞上行速度大于漏失速度的瞬間，懸點載荷達(dá)到最大靜載荷。 圖 23 泵排出部分漏失 的示功圖 18 下沖程后半沖程中因柱塞速度減小，當(dāng)小于漏失速度時，泵內(nèi)壓力降低使排出凡爾提前關(guān)閉 (A39。 由公式（ 225）可以看出：低粘度深井中的漏失量最大；提高泵的配合等級 可減少漏失量；快速抽汲可減少漏失量。 （ 2）機(jī)械因素（硬件）：泵（結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、材料、安裝、泵隙、抗腐性介質(zhì)等）。可合理控制套管氣，利用氣體能量舉液，使油井連噴帶抽，提高產(chǎn)量和泵效。 ②氣砂錨。本研究基于定產(chǎn)量設(shè)計出發(fā)，確保設(shè)計出得抽油系統(tǒng)產(chǎn)量不低于并接近原產(chǎn)量。因而，它既是確定油井合理的工作制度的依據(jù)，也是分析油井動態(tài)的基礎(chǔ)。 (1) 0qtbq 3 JqPP trwf ??