【導(dǎo)讀】關(guān)參數(shù)的計算，最終選出抽油泵、抽油桿、抽油機。①計算出油井溫度分布；②通過回歸分析確定原油粘溫關(guān)系表達式；③確定井底流壓；④確定出油井的合理下泵深度；⑦確定抽油桿直徑及組合；⑧計算出懸點的最大、最小載荷；⑨選出合適的抽油機；⑩編制實現(xiàn)上述內(nèi)容的計算機程序程序。果及結(jié)果分析；⑥結(jié)束語；⑦參考文獻。力強，達到工程設(shè)計的基本要求。

　　

【正文】 確定井底流壓 校核抽油機 校核減速箱扭矩 校核電機功率 打印結(jié)果 結(jié)束 確定沉沒度、沉沒壓力 輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 19 圖 42 抽油桿柱設(shè)計框圖 N Y c? ≤ ][ 1?? Y Y Δ H=H H0 （ Wl ― Wl0） ≤ε Wl0=（ Wl0+ Wl） /2 H1 = H0 +Δ H H = H0 +Δ H/2 計算 ?,t dPmax=dWr+d Iru +dFu dPmi n =dWr`dIrddFd Pmax= Pmax+dPmax Pmi n = Pmi n +dPmi n H1≥ H 計算 Wl 進行下步計算 H0 = H1 H0 =Hp ,H1 =0 給 dr()賦值 Pmax= Wl0+上沖程 常 量 Pmi n =下沖程 常 量 給定Δ H j=0 L(j)=0 dr= dr(j) H0 +Δ HH L(j)= H1― H0― Δ H Pmax= Pmax― dPmax Pmi n = Pmi n― dPmi n j= j+1 L(j)=0 dr= dr(j) 假設(shè) Wl0 N N 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 20 第 5 章 設(shè)計結(jié)果及結(jié)果分析 井溫分布 該井的井溫度分布如圖 51 所示。由圖可知：對于 1845m 井深，井底溫度為℃ 時，井口溫度為 ℃ 。而按地溫計算，井口溫度則為 ℃ 。井口處的井溫大于地溫 ℃ ，因此地溫代替井溫，將會給系統(tǒng)設(shè)計帶來很大的誤差。如圖所示，也可見兩條曲線相距一定距離，故地溫與井溫有硬頂差距。 圖 51 井溫曲線 原油粘溫關(guān)系 原油粘溫關(guān)系附合：bat10?? 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 21 經(jīng)確定， a =,b =。 原油粘溫關(guān)系曲線如圖 52 所示。由圖象可知，原油的粘度是隨溫度的升高而下降，表現(xiàn)為升溫降粘的特性，而且原油的粘度越高，其隨溫度升高而下降的幅度就越來越大。 從粘溫關(guān)系曲線可以看出，井筒中任一點處的溫度都不相同，將使原油及混合物的粘度變化很大，從而使得各段桿柱的摩擦載荷大不相同。為了使抽油桿柱設(shè)計結(jié)果更加符合實際，應(yīng)充分考慮井液粘度的變化情況。 圖 52 原油粘溫關(guān)系 井底流壓 根據(jù)已知數(shù)據(jù)： 地層壓力 rp = (MPa) 飽和壓力 pb= (MPa) 試井流壓pwftest=(MPa) 試井產(chǎn)液 otestq =(m3/d) 將已知數(shù)據(jù)代人采油指數(shù)公式得： oJ =? ? 22 3 . 19 . 6 3 5 . 8 8 5 . 8 81 1 . 0 9 9 . 6 3 1 0 . 2 0 . 81 . 8 9 . 6 3 9 . 6 3?????? ???????? 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 22 = (m3/(dMPa)) ? ?b 0 r bq J p p??=( )= m3/d ? = ? = m3/d 設(shè)計排量 qoqb 由：2w f w f0 b cbb1 0 . 2 0 . 8ppq q q ??????? ? ? ? ?????? 可得： pwf = (MPa) 由上式還可以算出各產(chǎn)量下所對應(yīng)的井底流壓（數(shù)據(jù)見運行結(jié)果），從而繪制 IPR 曲線如圖 31 所示 圖 53 IPR 曲線 泵吸入口壓力 代入已知數(shù)據(jù)，得 = m3/d。 再根據(jù)沉沒度 hs = m，可求得泵吸入口壓力 sp = MPa。 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 23 下泵深度 這里采用單相估算法。 自油層中部到泵吸入口之間的壓差為 MPa， 根據(jù)靜液柱估算 ,該壓差對應(yīng)的高度 PH 為 m。因此，下泵深度則為： 1 8 4 5 3 2 2 . 4 8 1 5 2 2 . 5 2PPL H H? ? ? ? ? m 沖程和沖次 因為所設(shè)計的抽油井系統(tǒng)為稠 油井，因此需要選擇大沖程、低沖次的抽油機 型作為程序設(shè)計所用來確定抽油泵徑。因此經(jīng)確定： S=3 m n=6 1/min 選擇抽油泵 由油井條件試選擇泵徑為 44 mm的桿式抽油泵。 泵型取決于油井條件，在 1000 m以內(nèi)的油井，含砂量小于 %，油井結(jié)蠟較嚴(yán)重或油較稠，應(yīng)采用管式泵；產(chǎn)量較小的中深或深井，可采用桿式泵。 本次設(shè)計中選用的是管式泵。 抽油桿直徑及組合 由 cy0070 井號運行程序可確定的抽油桿直徑及組合如下表 項 目 二 級桿 三 級桿 四 級桿 五 級桿 直徑 ,mm 長度 ,m 720 480 240 147 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 24 懸點最大和最小載荷； 計算的懸點最大載荷和最小載荷分別為： maxP = kN minP = 計算懸點載荷時，抽油桿柱與液柱之間的摩擦發(fā)生在下沖程，其摩擦力的方向向上，是稠油井內(nèi)抽油桿柱下行遇阻的主要原因。并且在高粘度大產(chǎn)量油井內(nèi)，液體通過游動閥產(chǎn)生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主要原因，對懸點載荷也會造成不可忽略 的影響。 計算并校核減速箱扭矩 曲柄軸處的最大扭矩可采用如下任一公式計算： ? ?m i nm a xm a x 4 PPSM ?? ； ? ?m i nm a xm a x PPSSM ??? ； ? ?m i nm a xm a x 2 0 8 0 0 PPSSM ??? ； 用第一個公式計算得： Mmax = kNm Mmax = kNm 由于該抽油機的許用扭矩為 [Mmax]=48 kNm ，故 [Mmax]＞ Mmax，因此滿足扭矩要求。 隨著井溫的增大，最大載荷減小，最小載荷增加 ，扭矩增加。 計 算電機功率并選擇電機 電機實際輸出的最大功率可如下計算： ?9554maxmax nMN ? 由程序計算得電機最大功率為 Nmax = kW 實際選擇時應(yīng)選擇功率稍大于計算值的電機。 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 25 選擇出合適的抽油機 由計算出的最大扭矩以及最大載荷查抽油機基本參數(shù)表，選擇寶雞 10348HB型抽油機較為合適。 程序運行界面 課程設(shè)計程序運行界面：見附錄 1. 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 26 結(jié)束語 此次抽油機系統(tǒng)課程設(shè)計共歷時 三 周， 在 第一周 我 主要 進行的 工作是強化設(shè)計所必須的理論基礎(chǔ)知識，明確了設(shè)計要求及目的 ， 結(jié)合設(shè)計指導(dǎo)書進行相關(guān)的計算，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行處理，用 excel進行圖表的繪制。計算的過程并不復(fù)雜，在自身所學(xué)的知識的基礎(chǔ)之上合理的運用公式，在用 excel進行制圖時也運用到了計算機的基礎(chǔ)知識 ： 通過第一周的基礎(chǔ)計算，對整個課程設(shè)計有了大致的了解，要設(shè)計 符合油層及油井工作條件 的抽油系統(tǒng) ，充分發(fā)揮油層產(chǎn)能，設(shè)備利用效率較高且有較長的免修期，并且具有較高的系統(tǒng)效率和經(jīng)濟效益。 第二周 在時間較為倉促的情形下，針對自己的數(shù)據(jù)特點（如多相流，高粘中深井）抓住主要矛盾，勾勒出了設(shè)計框圖和關(guān)鍵環(huán)節(jié)編程草稿，整體分析設(shè)計過程中可 能遇到的困難及避免程序中不必要的錯誤，以最大程度上接近最優(yōu)的設(shè)計結(jié)果 。在最后一步將設(shè)計以程序的方式呈現(xiàn)，我選用了 VB 程序語言編相關(guān)的程序 。 但是做這個的時候，距離 VB 基礎(chǔ)知識課結(jié)業(yè)已經(jīng)有一定的時間，運用到 VB 編程的時候還是有一點生疏，在此期間又惡補了 VB 知識，在自身條件的允許下，設(shè)計出了 VB 程序。在設(shè)計程序的時候，也遇到過瓶頸，在和同學(xué)討論之后加上老師的指點，設(shè)計出了整個的程序。第三周進行課程設(shè)計報告的撰寫，在此期間將這兩周來的過程做了一個總結(jié)，在撰寫報告的時候反思之前的做法，雖然確實有繞彎路的地方，但是大致 思路是清晰的。通過編寫設(shè)計報告，整個課程設(shè)計的流程又走了一遍，讓我對這期間所掌握的知識有了更深刻的認(rèn)識。一個項目的完成不僅需要耐心，細(xì)心，對應(yīng)的專業(yè)知識，也離不開老師的悉心指導(dǎo)，在我完成設(shè)計之后，也要感謝曲國輝老師和李銘老師的悉心指點！ 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 27 參考文獻 [1] 王鴻勛，張琪．采油工藝原理 [M]．北京：石油工業(yè)出版社， 1989． [2] 王常斌，鄭俊德，陳濤平．機械采油工藝原理 [M]．北京：石油工業(yè)出版社，1998． [3] 李子豐．油氣井桿管柱力學(xué) [M]．北京：石油工業(yè)出版社， 1996． [4] 胡常 忠．稠油開采技術(shù) [M]．北京：石油工業(yè)出版社， 1998． [5] 蔣漢青，趙子剛．采油工藝實踐 [M]．哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 1993． [6] 葛家理．油氣層滲流力學(xué) [M]．北京：石油工業(yè)出版社， 1982． [7] 〔美〕 K． E．布朗．升舉法采油工藝（卷一，卷二） [M]．北京：石油工業(yè)出版社， 1987． 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 28 附錄 1: 課程設(shè)計程序運行界面： 石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計報告 27 附錄 2： 課程設(shè)計（抽油系統(tǒng)組合設(shè)計）程序 ：