【導(dǎo)讀】本次采油工程課程設(shè)計的主要內(nèi)容是進(jìn)行有桿抽油生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，通過設(shè)計計算，油管線直到油氣分離器。有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計就是選擇合理的機，桿，泵，管以及相應(yīng)的。較好的經(jīng)濟(jì)效益。在生產(chǎn)過程中，井口回壓hp基本保持不變，可取為常數(shù)。分離器的入口壓力有關(guān)，此處取Mpaph?。桿油管間的環(huán)空流動.至井口,壓力降至井口回壓hp。抽油機不變，為己知。若沒有井底流壓的測試值，可根據(jù)測試液面和套壓計算得井底流壓，從而計。算出采液指樹及IPR曲線。從井口到動液面為氣柱段，若忽略氣柱壓力，則動液面。頂端壓力仍為套壓。從動液面到吸入口為純油柱段，可以將這一段分為許多小段，采用。從吸入至油層中部分多。若井底流壓wfp低于飽和壓力bp，則以2/wfp為。若不成立，則換另一組抽汲參數(shù)，轉(zhuǎn)第e步；若成立轉(zhuǎn)第i. 力，從單井來講，IPR曲線表示了油層工作特性。本次設(shè)計油井流入動態(tài)計算采用Petrobras方法。

　　

【正文】 S ?????? （ 54） 式中： u＝ ω L/a ω —— 曲柄角速度， rad/s； ω ＝ π N/30； a—— 聲波在抽油桿柱中的傳播速度， 5100m/s； ?lW — — 考慮沉沒度影響后的液柱載荷為上下沖程中靜載荷之差， 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，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。 E—— 鋼的彈性模數(shù)， 1011Pa； Lf—— 動液面深度， m； L L L3—— 每級抽油桿的長度， m； 21 fr fr2 、 fr3—— 每級抽油桿的截面積， m2 3)充滿系數(shù) β 的計算 RKR??? 11? （ 56） 式中： K—— 泵內(nèi)余隙比； R—— 泵內(nèi)氣液比； 050)10( )1)(( TP ZTPfRRRininWSP ? ??? （ 57） PR —— 地面生產(chǎn)氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 SR —— 泵內(nèi)溶解氣油比， m3(標(biāo) )/m3。 inP —— 沉沒壓力 Pa。 Wf —— 體積含水率 ,小數(shù)； 0P —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對壓力； P0=105Pa。 0T —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對溫度， T0=293K inT —— 泵吸入口處的的絕對溫度， K， inT ＝ 273＋ t； Z—— 氣體壓縮因子 4）泵內(nèi)液體的體積系數(shù) Bl wwl ffBfBfBB ??????? )1()1( 00 （ 58） 式中： 0B 、 wB 泵內(nèi)油和水的體積系數(shù) 5）漏失量的計算 檢泵初期的漏失量為 )6(21600 3 ple a k D e VlPuDeq ?? ???? （ 59） 式中： qleak—— 檢泵初期的漏失量， m3/d。 D—— 泵徑， m； μ—— 液體動力粘度； Pa s； 22 l—— 柱塞長度， m； Δ P—— 柱塞兩端的液柱壓差， Δ P≈PZ— PN， Pa； g—— 重力加速度， m/s2 e—— 徑向間隙， m； Vp—— 柱塞平均速度，30SNVp ?, m/s。 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(shè)計基礎(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(chǎn)氣油比： 50m3/m3 原產(chǎn)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(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 沉沒壓力： 3MPa 電機額定功率： 37kw 寫出計算步驟及結(jié)果 （不允許 計算機 打印 報告，一律手寫 ） 。包括油層和流體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；機、桿、泵型號及以參數(shù)；計算出 的壓力、產(chǎn)量、載荷、應(yīng)力、扭矩、功率及舉升效率等指標(biāo)。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(xué)號、完成日期。 24 采油工程課程設(shè)計 計算步驟及 要求 本次采油工程設(shè)計最后得分由兩部分組成：設(shè)計計算步驟和設(shè)計計算結(jié)果。設(shè)計計算步驟占 60%,設(shè)計計算結(jié)果占 40%。 1．設(shè)計計算步驟： （ 1） 根據(jù)測試點數(shù)據(jù)計算并畫出 IPR 曲線； （ 10 分） 1） 采油指數(shù)計算； 2） 計算某一產(chǎn)量對應(yīng)的井底流壓，畫出 IPR 曲線； 3） 利用 IPR 曲線，由給定的配產(chǎn)量計算對應(yīng)的井底流壓。 （ 2） 井筒多相管流計算 （ 40 分） 井筒多相管流計算包括兩部分：（ 1）由井底向上計算至泵入口處，（ 20 分）；（ 2）油管內(nèi)由井口向下計算至泵出口處，（ 20 分）。 1）由井底向上計算至泵入口處，計算下泵深度 Lp。采用深度增量迭代方法，首先估算迭代深度。在本設(shè)計中為了減小工作量， 采用只迭代一次的方法 。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(jìn)行壓力梯度計算，最后計算出深度增量和 下泵深度 Lp。 2）由井口向下計算至泵出口處，計算泵排出口壓力 PZ。采用壓力增量迭代方法，首先估算迭代 壓力。同樣為了減小工作量， 也采用只迭代一次的方法 。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(jìn)行壓力梯度計算，最后計算出壓力增量和 泵排出口壓力 PZ。 （ 3） 懸點載荷及抽油桿柱設(shè)計計算 （ 10 分） 主要包括懸點最大、最小載荷計算、桿應(yīng)力范圍比等計算，為了減小計算工作量，桿柱設(shè)計采用 單級桿設(shè)計 （ 19mm）。 （ 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。 （ 5） 泵效計算 （ 15 分） 主要包括泵理論排量、沖程損 失系數(shù)、泵充滿系數(shù)、漏失量及實際泵產(chǎn)量和泵效計算。 （ 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。 2．設(shè)計計算 總 結(jié)果 要求列出 設(shè)計結(jié)果表。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計結(jié)果 班級 配產(chǎn)量 班級內(nèi)序號 采油指數(shù) 井深 15001800 井底流壓 靜壓 梯度 下泵深度 地溫梯 度 泵排出口壓力 恒溫層溫度 15 含水率 懸點最大載荷 套壓 懸點最小載荷 油壓 液柱載荷 生產(chǎn)氣油比 5080 泵效 抽油機型號 最大扭矩 泵徑 44/57 光桿功率 沖程 3/沖次 系統(tǒng)效率 地面原油脫氣 比重 ： 天然氣壓縮因子 ： 天然氣黏度 ： 飽和壓力 =8 如果計算出來的溶解油氣比大于生產(chǎn)油氣比，則等于生產(chǎn)油氣比 測試點產(chǎn)量： 60 測試點流壓： 8。 （完）