游梁式泵設(shè)計-資料下載頁
2025-09-28 08:23本頁面
【導(dǎo)讀】原動機(jī)向該系統(tǒng)提供必要的動力。抽油桿管柱將地面泵送動作和動力傳送到井下泵，另外還包括必要的油管柱或套管，抽油桿在油管或套管內(nèi)。運(yùn)轉(zhuǎn)并將泵出的流體排到地面。圖表示典型的普通抽油機(jī)的地面設(shè)備的安裝情況。驢頭和抽油桿懸掛器是用來保證作用到抽油桿管柱的拉力始終是垂直的，而不致于對盤根盒以上。的那段抽油桿管柱施加彎矩。這類梁式抽油裝置有多種規(guī)格，其沖程長度由12到240英寸。抽油桿和結(jié)構(gòu)額定承載力用最大光桿負(fù)荷這一術(shù)語來表示，其范圍為3000至42000磅以上。抽油桿柱是一個復(fù)雜的振動系統(tǒng)，它將地面設(shè)備的能量傳輸?shù)骄卤?合適的抽油桿管柱的選擇取決。對于深度超過3500英尺的井，一般是采用由不同尺寸和長度的抽油桿組成的變徑管柱。表可確定出每種尺寸的抽油桿的百分比。最小的抽油桿接在管柱的底部，此處管柱承受的負(fù)荷最小，而最大的抽油桿裝在管柱的頂部，此處管柱承受的負(fù)荷最。的行程不足也會使其工作效率降低。
【正文】 求解法（廣泛 采 用）。 靜態(tài)條件：假設(shè)所有油都存 于 套管中 。 動態(tài)條件：假設(shè) 50%的油在套管中 。 （ a） 靜態(tài)條 件（ 1 600 英尺液柱） 液柱壓力 =()(1 600) = 585 磅 /英寸 2 如果液柱頂部的氣體壓力為 178 磅 /英寸 ， 那么 pws (井底靜壓） =585+178 =763 （ b） 泵 送條件（ 500 英尺液 柱 ） 1 采出液含水 50%, 500 英尺的 50% = 250 英尺，在液柱含水 50%的條件下，液柱壓力 =(250)() + (250)()= + = 磅 /英寸 2。 如果液柱頂部的壓力為 91 磅 /英寸 2,那么， pwf (井底壓力） = 磅 /英寸 2。 假設(shè)采出液全部是油，流壓則為 91+ 500() = 磅 /英 寸 。這樣，流壓 將 被低 估 ：= 磅 /英寸 。 在靜態(tài)條件下，假設(shè)在 1600 英尺液柱中有 50%的水，壓力便為： 178+ (800 )()+800() = 178+372+ = 磅 /英寸 2 這也會將壓力預(yù)測過高： 835763 = 72 磅 /英寸 在含水 50%，含油 50%時，其靜壓為 763 磅 /英寸 2—— 假設(shè)液柱中只有油，其流壓 為 299磅 /英寸 2 —— 假設(shè)液柱中油水相等。 例題解 見圖 。 此例題通過以下依次步驟進(jìn)行詳細(xì)解答： （ 1） 求 pws (井筒靜壓 在較低的地面壓力下，可采用簡化的氣柱壓力方程。 （ a） p=psurf（ 1+深度 /40000） =160（ 1+4400/40000） =178 磅 /英寸 (b)液柱壓力 o? = 梯度 =()() = 磅 /英寸 2 (1600)() = 585 磅 /英寸 2 （ c)pws= 178+585 = 763 磅 /英寸 2 （ 2） 求 井 底流壓。 由于有 15 000 英尺 3/日的氣排出，環(huán)形空間里的液柱必須進(jìn)行適當(dāng)校正 .根據(jù)圖 中修正的 S 曲線可得到梯度校正系數(shù) . 近 來 ，這一工作由波德奧（ Podio)【 17】 博士等人完成，主要是為了改進(jìn)圖 所示的吉爾伯特 【 18】 提出的原始的 S 曲線 。 另外，麥科伊（ Me Coy)【 19】 進(jìn)一步提出了一條曲線 , 繪在圖 中。在這一例題中，將采用波德奧最近取得的工作成果。注意：在使用這些相關(guān)式時、需要知道排氣量。但測量小排氣量既不容易也不易精確。因此，建議在繼續(xù)泵送時把排氣 管關(guān)閉。這樣使套管壓力升高一段時間，然后在進(jìn)行測量，從而可對排氣量進(jìn)行 計算 。 下面 的方程可用來估算日產(chǎn)氣量： 式中 qscfd—— 日產(chǎn)氣量，標(biāo)準(zhǔn)英尺 3/日； WFL—— 由地面到液面深度，英尺 A—— 環(huán)形空間的橫截面積，英 寸 2。 △ P—— 套壓升高，磅 /英寸 2。 △ t—— 使套管壓升高所需時間，分。 (a)求液柱頂部的壓力 P=80+（ 1+5500/40000） =91 磅 /英寸 (b)求液柱壓力， 15 000 標(biāo)準(zhǔn)英 尺 3/日的氣泡穿過液柱。注意：圖 需要求出氣的表面速度。 式中 q=百 萬 標(biāo) 準(zhǔn) 英尺 3/日 = Z=在 T 、 p 條件下平均壓縮系數(shù) T =平均溫度（ 176。R) p =液柱平均壓力 A=環(huán)形空間的面積（英寸 2） 溫度梯度 =（ 12080） /6000= 176。F/ 英尺 在 5 500 英尺處溫度 = 176。F T =（ 120+） /2=118 176。F 為了取得 p 值，應(yīng)假設(shè)出 pwf值。如果排出很少，所假設(shè)的 pwf值可等于氣壓加上液柱重量。 實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，隨著排出氣 量 的增加，校正系數(shù)也隨之增大，因此，第一個假設(shè) 值 可小 于 等效靜壓梯度 。 采用等效靜壓： 假設(shè) pwf=91+（ ）（ 500） =274 磅 /英寸 p =（ 91+274） /2= 磅 /英寸 Z= 環(huán)形空間面積 =π /4[（ ） 2（ ） 2]= 英寸 2 Vsg=（ ） （ ）（ ）（ 578） /（ ）（ ） = 英尺 /秒 梯度 校 正系數(shù)（ GCF) = (圖 ) 校 正 的液體梯度 =()（ ) = 磅 /英寸 /英尺 pwf= 91 + (500 )() = 磅 /英 這 一 例題不需再進(jìn)行迭代法計算。 (3)標(biāo)繪 IPR 曲線 注：在 pws=763 磅 /英寸、氣油比為 400 標(biāo)準(zhǔn)英尺 3/桶條件下， 763磅 /英寸 2明顯低 于 飽和壓力。因此，將 得 到伏格爾形 IPR 曲線。采用伏格爾方程，可計算 qomax 將所得到的 pwf和 pws值代人方程： 按所示將 IPR 曲線繪在圖 上 。 有關(guān)例題的問題： 有 關(guān)例題的問題可通過對 IPR 曲線的解得到更符合邏輯的回答 。 （ a） 平均 PI (采油指數(shù)）按下式求出： 如假設(shè)該井是直線 PI，最高產(chǎn)量可為 (7630) = 75 桶 /日，而這將對泵的抽空 排量預(yù)測過 高 ，可達(dá) 7559=16 桶 /日 。 （ b） 已繪出 IPR 曲線（圖 ） （ c） 20 磅 /英寸 2 的低 壓 集氣系統(tǒng)可降低流壓 60 磅 /英寸 2 (8020),使產(chǎn)量增加 到 53 桶 /日，流壓為 196 磅 /英 。 （ d） 由于 75%的氣被排出，氣體分離效果相當(dāng)好 。 (e)明確推薦將分離器壓力降到 25 磅 /英寸 ,并且其產(chǎn)量應(yīng)增加 ~2 桶 /日 。 （ f） 井 底流壓 至 少可降低 100 磅 /英 寸到 150 磅 /英 寸 ， 而且氣體不會從油管柱、端部竄人油管。太多數(shù)操作 人 員都 傾向于 保持泵在液體中的沉沒深度為 100 ~ 300 英尺。然而，也有 人毫不顧及將油井抽空。在一些油井抽空條件下，泵和抽油桿的使用壽命 都 會縮 短 。因此，對每一種情況，既要借鑒以往經(jīng)驗(yàn)， 又 要考慮每口井的具體情況。 關(guān)于 抽油桿泵送 計算的討論 計算 結(jié)果表示在圖 ~ 中 。 由圖可看出， 泵 速增加會導(dǎo)致產(chǎn)量減少，這一點(diǎn)顯然不會出現(xiàn)，因?yàn)?V 與 N 成 正 比 (方 程)。在圖 、 、 和 中，所示的吸入壓力隨著沖程長度增加而降低，這一點(diǎn)也同樣不會發(fā)生，因?yàn)?p3與 S 成正比（方程 ），當(dāng) 然 ，如果同時檢查這些曲線圖外觀上看還是合理的。由于吸人壓力與 SN2成正比，所以吸入壓力隨著 N 的變化比其隨著 S的變化大得多。這 就 是通過同時降低 泵 速和增加 沖 程 長度而使產(chǎn)量提高的原因 (低吸人壓力）。比如，圖 表明，在 泵 速為 15 沖次 /分 和沖程長度為 80 英寸條件下 , 從 1 號井可得到 450 標(biāo)準(zhǔn)桶液 /日的產(chǎn)量，然而，也可通過將 N 降到 8 沖次 /分和將 S 增到 280 英寸而得到 825 標(biāo)準(zhǔn)桶液 /日的產(chǎn)量。 在將氣與液體同時泵送時，通過降低對柱塞的流體負(fù)荷，可使 a 值降低（見方程 ） 。這將使只泵送液體時的吸人曲線向下移相當(dāng)于 a的變化量（將圖 或?qū)D 與圖 比較 ） 。 由此，通過將氣與液體一起泵送，可得到較高產(chǎn)液量，但在吸入壓力低于原油飽和壓力時，由于游離氣進(jìn)入工作筒，純產(chǎn)液量可能會減少 。
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