【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計算該段下端對應的深度 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，重復②～⑦步，計算下一段的深度 1?iL 和壓力 1?iP ，直到各段的累加深度等于或大于管長 ( LLn? )時為止。 計算氣 液兩相垂直管流的 Orkiszewski 方法 本設計井筒多 相流計算采用 Orkiszewski 方法。 動能項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 來計算。 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算的混合物密度及摩擦梯度。例如在考慮抽油桿彈性時的懸點載荷、在考慮桿柱摩擦時的懸點載荷公式與桿長不是線性關系。 fw—— 體積含水率，小數(shù)； 應力范圍比 pL 計算公式： m inm inm ax ?? ?? ??? allPL （ 46） frP maxmax ?? frP minmin ?? （ 47） 18 抽油桿柱的許用最大應力的計算公式： SFTal l m in )4( ?? ?? 式中： al? —— 抽油桿許用最大應力， Pa； T—— 抽油桿最小抗張強度，對 C 級桿， T=*108Pa,對 D 級桿 T=*108Pa。若采用等強度設計方法，則需降低 [pL ]重新設計桿的長度。 minP —— 懸點最小載荷， N。 pflpinZl gfLfPPW ?????? ?)( （ 55） PZ—— 泵排出口壓力， Pa； Pin—— 泵內壓力， Pa；當液體粘度較低時，可忽略泵吸入口壓力，故 Pin≈PN； PN—— 泵的沉沒壓力， Pa； fp、 fr、 ft—— 活塞、抽油桿及油管金屬截面積， m2； L—— 抽油桿柱總長度， m； ρl—— 液體密度， kg/m3。 S—— 沖程， m； N—— 沖次， rpm； 1． 9 舉升效率計算 光桿功率： P 光 = ?rW SN/60 （ 60） 水力功率： P 水力 ＝ Q 實際 （ 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 （ 63） 系統(tǒng)效率： η 總 ＝ P 地 / P 井下 （ 64） )( NZpL PPfW ??? （ 65） 23 2．給定設計基礎數(shù)據(jù)： 井深： 2020m 套管內徑： 油層靜壓： 18— 班內排序學號班級 /180 MPa 油層溫度： 90℃ 恒溫層溫度： 16℃ 地面脫氣油粘度： 油相對密度： 氣相對密度： 水相對密度： 油飽和壓力： 10MPa 含水率： 套壓： 油壓： 1MPa 生產氣油比： 50m3/m3 原產液量 (測試點 )： 30t/d 原井底流壓 (測試點 )： 12MPa（根據(jù)測試液面計算得到） 抽油機型號： CYJ10353HB 配產量： 50t/d 泵徑： 44mm(如果產量低，而泵徑改為 56mm， 38mm) 沖程： 3m 沖次； 6rpm 沉沒壓力： 3MPa 電機額定功率： 37kw 寫出計算步驟及結果 （不允許 計算機 打印 報告，一律手寫 ） 。采用深度增量迭代方法，首先估算迭代深度。 （ 4） 抽油機校核計算 （ 10 分） 主要包括最大扭矩計算、需要電機功率計算。 （ 6） 舉升效率計算 （ 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)總效率的計算。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，寫上課程名稱、姓名、班級、學號、完成日期。 SR —— 泵內溶解氣油比， m3(標 )/m3。 2）電動機功率計算， 143881000 max nMN t ?? （ 49） 式中： Nt—— 需要的電動機功率， W； n—— 沖數(shù)， rpm； 如果計算的最大扭矩超過抽油機所配減速箱允許的最大扭矩或計算電動機功率超過電動機額定功率則需改變抽油參數(shù)（ fp， s， N 及 L）重行進行設計計算。若泵徑大于或等于70mm，則油管全用 3? （內徑 89mm），原因是作業(yè)時大柱塞不能下如小直徑油管中；若采用 25mm抽油桿，則相應油管直徑應用 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 API D 級桿 API C 級桿 無腐蝕性 礦化水 含硫化氫 若抽油桿的應力范圍比小于 [pL ]則認為抽油桿滿足強