【正文】 2 1. 8 ) 1. 98 2 10 ( 32 1. 8 )1000 ttw e???? ? ? ? ? ? ?? （ 21） 式中， w? — 水的黏度， sPa? 3）液體的黏度 (1 )l o w w wff? ? ?? ? ? ? ? （ 7）油、天然氣的表面張力 71. 01 5 10[ 42 .4 0. 04 7 ( 1. 8 32 ) 0. 26 7 ( ) ]1000 PAPIog t y e????? ? ? ?? （ 22） 式中， og? — 油、氣的表面張力， mN ； （ 8）水、天然氣的表面張力 ( 23 . 33 ) 13 7. 78 ( 13 7. 78 )24 8 1. 8{ [ ] }206wg t? ? ? ??? ? ? （ 23） 其中 ， 100 076 7106 2 5 7 )(pe ??? ??? 8 1000 7)( p?????? 式中， wg? — 溫度為 t℃時(shí)水、氣的表面張力， mN ； (9) 油水混合物和天然氣的表面張力 (1 )l o g w wg wff? ? ?? ? ? ? ? （ 10）天然氣的壓縮因子 Z 92 .2 2 17 6. 67cgT ??? ctT T ?? 61 0 ( 4 .8 8 0 .3 9 )cgP ?? ? ? r cPP P? rRrPP ZT? 2231 .0 4 6 7 0 .5 7 8 3 0 .0 2 3 0 .6 8 1 51 ( 0 .3 1 5 0 6 ) ( 0 .5 3 5 3 )1 .5 5 1 .5 5 1 .5 5 1 .5 5 3R R RZ P P P? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 11）天然氣的密度 33 . 4 8 4 4 1 0 ( 2 7 3 . 1 5 )gg PZt ?? ?? ? ? ? 3/Kg m 。有兩種不同的迭代途徑：按深度增量迭代和按壓力增量迭代。 ⑦計(jì)算該段下端對(duì)應(yīng)的深度 iL 及壓力 iP ?? ??ij ji hL 1 PiPP oi ??? i=1,2,3,? n ⑧以 iL 處的壓力為起點(diǎn)，重復(fù)②～⑦步，計(jì)算下一段的深度 1?iL 和壓力 1?iP ，直到各段的累加深度等于或大于管長(zhǎng) ( LLn? )時(shí)為止。 計(jì)算氣 液兩相垂直管流的 Orkiszewski 方法 本設(shè)計(jì)井筒多 相流計(jì)算采用 Orkiszewski 方法。 動(dòng)能項(xiàng)只是在霧流情況下才有明顯的意義。 氣相存容比由滑脫速度 sV 來(lái)計(jì)算。 MiSM sgSLSM gMm LL LvLL vL ????????? (36) MiSM ggSLSM gMt LL LvLL vL ????????? (37) 式中的 SL? 、 SL? 及 Mi? 、 Mi? 為分別按段塞流和霧流計(jì)算的混合物密度及摩擦梯度。例如在考慮抽油桿彈性時(shí)的懸點(diǎn)載荷、在考慮桿柱摩擦?xí)r的懸點(diǎn)載荷公式與桿長(zhǎng)不是線性關(guān)系。 fw—— 體積含水率，小數(shù)； 應(yīng)力范圍比 pL 計(jì)算公式： m inm inm ax ?? ?? ??? allPL （ 46） frP maxmax ?? frP minmin ?? （ 47） 18 抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計(jì)算公式： SFTal l m in )4( ?? ?? 式中： al? —— 抽油桿許用最大應(yīng)力， Pa； T—— 抽油桿最小抗張強(qiáng)度，對(duì) C 級(jí)桿， T=*108Pa,對(duì) D 級(jí)桿 T=*108Pa。若采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，則需降低 [pL ]重新設(shè)計(jì)桿的長(zhǎng)度。 minP —— 懸點(diǎn)最小載荷， N。 pflpinZl gfLfPPW ?????? ?)( （ 55） PZ—— 泵排出口壓力， Pa； Pin—— 泵內(nèi)壓力， Pa；當(dāng)液體粘度較低時(shí)，可忽略泵吸入口壓力，故 Pin≈PN； PN—— 泵的沉沒(méi)壓力， Pa； fp、 fr、 ft—— 活塞、抽油桿及油管金屬截面積， m2； L—— 抽油桿柱總長(zhǎng)度， m； ρl—— 液體密度， kg/m3。 S—— 沖程， m； N—— 沖次， rpm； 1． 9 舉升效率計(jì)算 光桿功率： P 光 = ?rW SN/60 （ 60） 水力功率： P 水力 ＝ Q 實(shí)際 （ PZ— PN） / （ 61） 井下效率： η 井下 ＝ P 光 / P 水力 （ 62） 地面效率： η地 ＝ P 光 / P 電機(jī) （ 63） 系統(tǒng)效率： η 總 ＝ P 地 / P 井下 （ 64） )( NZpL PPfW ??? （ 65） 23 2．給定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 井深： 2020m 套管內(nèi)徑： 油層靜壓： 18— 班內(nèi)排序?qū)W號(hào)班級(jí) /180 MPa 油層溫度： 90℃ 恒溫層溫度： 16℃ 地面脫氣油粘度： 油相對(duì)密度： 氣相對(duì)密度： 水相對(duì)密度： 油飽和壓力： 10MPa 含水率： 套壓： 油壓： 1MPa 生產(chǎn)氣油比： 50m3/m3 原產(chǎn)液量 (測(cè)試點(diǎn) )： 30t/d 原井底流壓 (測(cè)試點(diǎn) )： 12MPa（根據(jù)測(cè)試液面計(jì)算得到） 抽油機(jī)型號(hào)： CYJ10353HB 配產(chǎn)量： 50t/d 泵徑： 44mm(如果產(chǎn)量低，而泵徑改為 56mm， 38mm) 沖程： 3m 沖次； 6rpm 沉沒(méi)壓力： 3MPa 電機(jī)額定功率： 37kw 寫(xiě)出計(jì)算步驟及結(jié)果 （不允許 計(jì)算機(jī) 打印 報(bào)告，一律手寫(xiě) ） 。采用深度增量迭代方法，首先估算迭代深度。 （ 4） 抽油機(jī)校核計(jì)算 （ 10 分） 主要包括最大扭矩計(jì)算、需要電機(jī)功率計(jì)算。 （ 6） 舉升效率計(jì)算 （ 15分） 25 主要包括液柱載荷、光桿功率、水力功率、地面效率、井下效率及系統(tǒng)總效率的計(jì)算。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)算出深度增量和 下泵深度 Lp。要求統(tǒng)一用 A4 紙左裝訂，有封面，寫(xiě)上課程名稱(chēng)、姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、完成日期。 SR —— 泵內(nèi)溶解氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算， 143881000 max nMN t ?? （ 49） 式中： Nt—— 需要的電動(dòng)機(jī)功率， W； n—— 沖數(shù)， rpm； 如果計(jì)算的最大扭矩超過(guò)抽油機(jī)所配減速箱允許的最大扭矩或計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定功率則需改變抽油參數(shù)（ fp， s， N 及 L）重行進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。若泵徑大于或等于70mm，則油管全用 3? （內(nèi)徑 89mm），原因是作業(yè)時(shí)大柱塞不能下如小直徑油管中；若采用 25mm抽油桿，則相應(yīng)油管直徑應(yīng)用 3? ，原因是 25mm抽油桿節(jié)箍為 55mm，與 62mm油管間隙太小。 表 2 抽油桿的使用系數(shù) 使用介質(zhì) API D 級(jí)桿 API C 級(jí)桿 無(wú)腐蝕性 礦化水 含硫化氫 若抽油桿的應(yīng)力范圍比小于 [pL ]則認(rèn)為抽油桿滿(mǎn)足強(qiáng)