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正文內(nèi)容

采油工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)(存儲(chǔ)版)

  

【正文】 抽油桿柱設(shè)計(jì)的一般方法見(jiàn)《采油工程設(shè)計(jì)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(jí)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(jì)中若桿徑小于或等于 25mm并滿足強(qiáng)度要求,則桿柱設(shè)計(jì)結(jié)束。 m。 1) 理論排量計(jì)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(dòng)力粘度; Pa ( 2) 井筒多相管流計(jì)算 ( 40 分) 井筒多相管流計(jì)算包括兩部分:( 1)由井底向上計(jì)算至泵入口處,( 20 分);( 2)油管內(nèi)由井口向下計(jì)算至泵出口處,( 20 分)。計(jì)算井筒多相管流時(shí),首先計(jì)算井筒溫度場(chǎng)、流體物性參數(shù),然后利用 Orkiszewski 方法判斷流型,進(jìn)行壓力梯度計(jì)算,最后計(jì)算出壓力增量和 泵排出口壓力 PZ。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié)果 班級(jí) 配產(chǎn)量 班級(jí)內(nèi)序號(hào) 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(diǎn)最大載荷 套壓 懸點(diǎn)最小載荷 油壓 液柱載荷 生產(chǎn)氣油比 5080 泵效 抽油機(jī)型號(hào) 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(jì)算出來(lái)的溶解油氣比大于生產(chǎn)油氣比,則等于生產(chǎn)油氣比 測(cè)試點(diǎn)產(chǎn)量: 60 測(cè)試點(diǎn)流壓: 8。采用壓力增量迭代方法,首先估算迭代 壓力。設(shè)計(jì)計(jì)算步驟占 60%,設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果占 40%。 Wf —— 體積含水率 ,小數(shù); 0P —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對(duì)壓力; P0=105Pa。 Qt—— 理論產(chǎn)量, m3/d。 為了減小計(jì)算工作量,在本次課程設(shè)計(jì)中桿柱設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化處理,采用單級(jí)桿設(shè)計(jì) 19 ( 19mm)。有應(yīng)力范圍比的計(jì)算公 式即給定的應(yīng)力范圍比( [pL ]= )計(jì)算第一級(jí)桿長(zhǎng) L1,若 L1 大于等于泵深 L,則抽油桿為單級(jí)桿,桿長(zhǎng)為 L,并計(jì)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(jì)算公式及給定的應(yīng)力范圍比計(jì)算第二級(jí)桿長(zhǎng) L2,若 L2 大于等于( LL1) ,則第二級(jí)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2,并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比,若 L2 小于( LL1) ,則同理進(jìn)行設(shè)計(jì)。它是針對(duì)液體粘度較低、直井、游梁抽油機(jī)的桿柱載荷公式。 按不同流動(dòng)型態(tài)計(jì)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(jì)算混合物密度及摩擦之前需要根據(jù)流動(dòng)型態(tài)界限確定其流動(dòng)型態(tài)。 14 摩擦阻力系數(shù) f 可根據(jù)管壁相對(duì)粗造度 D/? 和液相雷諾數(shù) ReN 查圖 2。 表 1 流型界限 流動(dòng)型態(tài) 界 限 泡 流 Btg Lqq? 段 塞 流 SgBtg LvLqq ?? , 過(guò) 渡 流 SgM LvL ?? 霧 流 Mg Lv? 13 不同流動(dòng)型態(tài)下的m?和f?的計(jì)算方法不同,為此,計(jì)算中首先要判斷流動(dòng)形態(tài)。在計(jì)算段塞流壓力梯度時(shí)要考慮氣相與液體的分布關(guān)系。 ④計(jì)算該段壓力梯度odhdP?????? ⑤計(jì)算對(duì)應(yīng)于 h? 的壓力增量oi dhdPhP ????????? ⑥比較壓力增量的估計(jì)量 P? 與計(jì)算值 iP? ,若二者之差不在允許范圍內(nèi),則 11 以計(jì)算值作為新的估計(jì)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(jì)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(dòng)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(guò)差圖來(lái)獲得。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算采液指數(shù)時(shí),是按產(chǎn) 量加權(quán)平均;當(dāng)預(yù)測(cè)產(chǎn)量或流壓加權(quán)平均。Q。為了計(jì)算簡(jiǎn)便,此處可按深度增量迭代方法分兩段計(jì)算。從動(dòng)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(jī)不變,為己知。 1 采油工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 2 本次采油工程課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算,讓學(xué)生了解有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)思路。對(duì)大部分有桿抽油油井。從井口到動(dòng)液面為氣柱段,若忽略氣柱壓力,則動(dòng)液面頂端壓力仍為套壓。一般分若干小段進(jìn)行壓力分布計(jì)算。39。Petrobras方法計(jì)算綜合 IPR曲線的實(shí)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(dāng) 15?APIy 時(shí),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?jǐn)?shù)。 多相垂直管流壓力分布計(jì)算步驟 根據(jù)多相管流的壓力梯度就 可計(jì)算出沿程壓力分布。 ②估計(jì)一個(gè)對(duì)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(jì)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(guò)渡性流型時(shí),采用內(nèi)插法。 將式 (27)代入式 (26),并取 khdh ??? , kpdP?? , mm ??? , PP? 經(jīng)過(guò)整理后可得: ??kPkpgtfm hPAqWg ??? ]1[ 2?? (28) 式中 kP? — 計(jì)算管段壓力降, Pa; kh? — 計(jì)算管段的深度差, m; P — 計(jì)算管段的平均壓力, Pa。 泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計(jì)算: 22LHLt vDf ??? )1( gp LLH HA qv ?? (32) 式中 f — 摩擦阻力系數(shù); LHv — 液相真實(shí)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(duì)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(zhǎng)成線性關(guān)系的下面公式。 對(duì)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(jì)。當(dāng)采用多級(jí)桿時(shí) 3? 油管長(zhǎng)度比 25mm桿長(zhǎng)多 10m。 1. 8 泵效計(jì)算 ( 1)泵效及其影響因素 在抽油井生產(chǎn)過(guò)程中,實(shí)際產(chǎn)量
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