石油工程采油工程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-22 13:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能變化和動能變化之和。由式(236)可直接寫出多項垂直管流的壓力降公式： (26)式中 —壓力，Pa； —摩擦損失梯度，Pa/m； —深度，m； —重力加速度，m/s2； —混合物密度，kg/m3； —混合物流速，m/s。動能項只是在霧流情況下才有明顯的意義。出現(xiàn)霧流時，氣體體積流量遠大于液體體積流量。根據(jù)氣體定律，動能變化可表示為： (27) 式中 —管子流通截面積，m2； —流體總質(zhì)量流量，kg/s； —氣體體積流量，m3/s。將式(27)代入式(26)，并取，，經(jīng)過整理后可得： (28) 式中 —計算管段壓力降，Pa； —計算管段的深度差，m； —計算管段的平均壓力，Pa。不同流動型態(tài)下的和的計算方法不同,下面按流型分別介紹。(1)泡流平均密度 式中 —氣相存容比(含氣率)，計算管段中氣相體積與管段容積之比值； —液相存容比(持液率)，計算管段中液相體積與管段容積之比值； —在下氣、液和混合物的密度，kg/m3。氣相存容比由滑脫速度來計算?；撍俣榷x為：氣相流速與液相流速之差。 可解出： 式中 —滑脫速度，由實驗確定，m/s； 、—氣相和液相的表觀流速，m/s。泡流摩擦損失梯度按液相進行計算： 式中 —摩擦阻力系數(shù)； —液相真實流速，m/s。摩擦阻力系數(shù)可根據(jù)管壁相對粗造度和液相雷諾數(shù)查圖2。液相雷諾數(shù): 式中 —在下的液體粘度，油、水混合物在未乳化的情況下可取其體積加權(quán)平均值。圖 2 (2)段塞流混合物平均密度 (34)式中 —液體分布系數(shù)； —滑脫速度，m/s?；撍俣瓤捎肎riffith和Wallis提出的公式計算： (35) (3)過渡流過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和霧流分別進行計算，然后用內(nèi)插方法來確定相應(yīng)的數(shù)值。 (36) (37)式中的、及、為分別按段塞流和霧流計算的混合物密度及摩擦梯度。(4)霧流霧流混合物密度計算公式與泡流相同： 由于霧流的氣液無相對運動速度，即滑脫速度接近于霧，基本上沒有滑脫。所以 (38) 摩擦梯度則按連續(xù)的氣相進行計算，即 (39) 式中 —氣體表觀流速， ，m/s。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對粗糙度由圖2查得。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)。圖3為Orkiszewski方法的計算流程框圖。圖3 Orkiszewski方法計算流程框圖（5）懸點載荷和抽油桿柱設(shè)計計算 抽油桿柱設(shè)計的主要應(yīng)用《采油工程設(shè)計與原理》。因為桿柱的最大、最小載荷與桿長不是線性關(guān)系，設(shè)計相對復(fù)雜。例如在考慮抽油桿彈性時的懸點載荷、在考慮桿柱摩擦?xí)r的懸點載荷公式與桿長不是線性關(guān)系。原因之二是因為桿、管環(huán)空中的壓力分布取決于桿徑，而桿柱的設(shè)計又用到桿、管環(huán)空中的壓力分布。 本次課程設(shè)計僅將桿、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)系的公式。它是針對液體粘度較低、直井、游梁抽油機的桿柱載荷公式。 懸點最大、最小載荷的計算公式： （40）
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