【正文】 抽油桿柱設(shè)計的一般方法見《采油工程設(shè)計與原理》。 S—— 光桿沖程 ， m； fP—— 活塞截面積， m2； g—— 重力加速度， m/s2； ?? ?? ??? ij rjij rj WSNWP 121m i n 1 7 9 0 （ 43） )( 11111 ???? ????? ??? jrrjij jij rjij rj ffPWW （ 44） 式中：令 fr0=0 Pj—— 第 j 級抽油桿底部斷面處壓力 ,Pa： )(])1([10 ?????????jt ttj LLgffPP ?? （ 45） Pt—— 井口壓力，可取 Pt＝ 106Pa。在設(shè)計中若桿徑小于或等于 25mm并滿足強度要求，則桿柱設(shè)計結(jié)束。 m。 1） 理論排量計算 SNfQ pt 1440? （ 52） 式中： Qt—— 泵的理論產(chǎn)量， m3/d。 D—— 泵徑， m； μ—— 液體動力粘度； Pa （ 2） 井筒多相管流計算 （ 40 分） 井筒多相管流計算包括兩部分：（ 1）由井底向上計算至泵入口處，（ 20 分）；（ 2）油管內(nèi)由井口向下計算至泵出口處，（ 20 分）。計算井筒多相管流時，首先計算井筒溫度場、流體物性參數(shù)，然后利用 Orkiszewski 方法判斷流型，進行壓力梯度計算，最后計算出壓力增量和 泵排出口壓力 PZ。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計結(jié)果 班級 配產(chǎn)量 班級內(nèi)序號 采油指數(shù) 井深 15001800 井底流壓 靜壓 梯度 下泵深度 地溫梯 度 泵排出口壓力 恒溫層溫度 15 含水率 懸點最大載荷 套壓 懸點最小載荷 油壓 液柱載荷 生產(chǎn)氣油比 5080 泵效 抽油機型號 最大扭矩 泵徑 44/57 光桿功率 沖程 3/沖次 系統(tǒng)效率 地面原油脫氣 比重 ： 天然氣壓縮因子 ： 天然氣黏度 ： 飽和壓力 =8 如果計算出來的溶解油氣比大于生產(chǎn)油氣比，則等于生產(chǎn)油氣比 測試點產(chǎn)量： 60 測試點流壓： 8。采用壓力增量迭代方法，首先估算迭代 壓力。設(shè)計計算步驟占 60%,設(shè)計計算結(jié)果占 40%。 Wf —— 體積含水率 ,小數(shù)； 0P —— 標準狀況下的絕對壓力； P0=105Pa。 Qt—— 理論產(chǎn)量， m3/d。 為了減小計算工作量，在本次課程設(shè)計中桿柱設(shè)計簡化處理，采用單級桿設(shè)計 19 （ 19mm）。有應(yīng)力范圍比的計算公 式即給定的應(yīng)力范圍比（ [pL ]＝ ）計算第一級桿長 L1，若 L1 大于等于泵深 L，則抽油桿為單級桿，桿長為 L，并計算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L1 小于泵深 L,則由應(yīng)力范圍比的計算公式及給定的應(yīng)力范圍比計算第二級桿長 L2，若 L2 大于等于（ LL1） ,則第二級桿長為L2，并計算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L2 小于（ LL1） ,則同理進行設(shè)計。它是針對液體粘度較低、直井、游梁抽油機的桿柱載荷公式。 按不同流動型態(tài)計算壓力梯度的步驟與前面介紹的用摩擦損失系數(shù)法基本相同，只是在計算混合物密度及摩擦之前需要根據(jù)流動型態(tài)界限確定其流動型態(tài)。 14 摩擦阻力系數(shù) f 可根據(jù)管壁相對粗造度 D/? 和液相雷諾數(shù) ReN 查圖 2。 表 1 流型界限 流動型態(tài) 界 限 泡 流 Btg Lqq? 段 塞 流 SgBtg LvLqq ?? , 過 渡 流 SgM LvL ?? 霧 流 Mg Lv? 13 不同流動型態(tài)下的m?和f?的計算方法不同，為此，計算中首先要判斷流動形態(tài)。在計算段塞流壓力梯度時要考慮氣相與液體的分布關(guān)系。 ④計算該段壓力梯度odhdP?????? ⑤計算對應(yīng)于 h? 的壓力增量oi dhdPhP ????????? ⑥比較壓力增量的估計量 P? 與計算值 iP? ，若二者之差不在允許范圍內(nèi)，則 11 以計算值作為新的估計值，重復(fù)第②～⑤步，使兩者之差在允許范圍o?之內(nèi)為止。 ③計算出該管段的平均溫度 T 及平均壓力 P ，并確定在該 T 和 P 下的全部流體性質(zhì)參數(shù) (溶解氣油比 gR 、 原油體積系數(shù) oB 和粘度 o? 、 氣體密度 g? 和粘度 g? ，混合物粘度 m? 及表面張力 ? ?等 )。由于多相管流中每相流體影響流動的物理參數(shù) (密度、粘度等 )及混合物密度和流速都隨壓力和溫度而變，沿程壓力梯度并不是常數(shù)。 其中， om 和 ngy 可以通過差圖來獲得。當已知測試點計算采液指數(shù)時，是按產(chǎn) 量加權(quán)平均；當預(yù)測產(chǎn)量或流壓加權(quán)平均。Q。為了計算簡便，此處可按深度增量迭代方法分兩段計算。從動液面到吸入口為純油柱段，可以將這一段分為許多小段，采用迭代壓力方法可求出每小段油的密度，最后求出吸口處的壓力。抽油機不變，為己知。 1 采油工程課程設(shè)計指導(dǎo)書 2 本次采油工程課程設(shè)計的主要內(nèi)容是進行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，通過設(shè)計計算，讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計原理及設(shè)計思路。對大部分有桿抽油油井。從井口到動液面為氣柱段，若忽略氣柱壓力，則動液面頂端壓力仍為套壓。一般分若干小段進行壓力分布計算。39。Petrobras方法計算綜合 IPR曲線的實質(zhì)是按含水率取純油 IPR曲線和水 IPR曲線的加權(quán)平均值。 2）當 15?APIy 時，使用 Lastater 的相關(guān)式 236501 ngoS o ngyR my?? ? ? ? （ 12） 式中， om — 地面脫氣原油的有效分子量； ngy — 天然氣的摩爾分數(shù)。 多相垂直管流壓力分布計算步驟 根據(jù)多相管流的壓力梯度就 可計算出沿程壓力分布。 ②估計一個對應(yīng) P? 的深度增量 h? ，以便根據(jù)溫度梯度估算該段下端的溫度1T 。 ③計算該段的 T 和 P ，以及 P 、 T 下的流體性質(zhì)參數(shù)。在處理過渡性流型時，采用內(nèi)插法。 將式 (27)代入式 (26)，并取 khdh ??? ， kpdP?? ， mm ??? ， PP? 經(jīng)過整理后可得： ??kPkpgtfm hPAqWg ??? ]1[ 2?? (28) 式中 kP? — 計算管段壓力降， Pa； kh? — 計算管段的深度差， m； P — 計算管段的平均壓力， Pa。 泡流摩擦損失梯度按液相進行計算： 22LHLt vDf ??? )1( gp LLH HA qv ?? (32) 式中 f — 摩擦阻力系數(shù)； LHv — 液相真實流速， m/s。 霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù) ? ?gNRe和液膜相對粗糙度由圖 2 查得。暫將桿、管環(huán)空中的壓力分布給定（按油水兩 相、不考慮摩擦?xí)r的壓力分布），桿柱的最大、最小載荷公式采用與桿長成線性關(guān)系的下面公式。 對于液體粘度低的油井可不考慮采用加重桿，抽油桿自下而上依次增粗，所以應(yīng)先給定最小桿徑（ 19mm）然后自下而上依次設(shè)計。當采用多級桿時 3? 油管長度比 25mm桿長多 10m。 1． 8 泵效計算 （ 1）泵效及其影響因素 在抽油井生產(chǎn)過程中，實際產(chǎn)量