【正文】 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。 （ 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。 （ 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。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，最后計算出壓力增量和 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。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。采用深度增量迭代方法，首先估算迭代深度。 （ 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）。設(shè)計計算步驟占 60%,設(shè)計計算結(jié)果占 40%。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。 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 ） 。 D—— 泵徑， m； μ—— 液體動力粘度； Pa Wf —— 體積含水率 ,小數(shù)； 0P —— 標準狀況下的絕對壓力； P0=105Pa。 SR —— 泵內(nèi)溶解氣油比， m3(標 )/m3。 pflpinZl gfLfPPW ?????? ?)( （ 55） PZ—— 泵排出口壓力， Pa； Pin—— 泵內(nèi)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。 1） 理論排量計算 SNfQ pt 1440? （ 52） 式中： Qt—— 泵的理論產(chǎn)量， m3/d。 Qt—— 理論產(chǎn)量， m3/d。 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(shè)計計算。 minP —— 懸點最小載荷， N。 m。 為了減小計算工作量，在本次課程設(shè)計中桿柱設(shè)計簡化處理，采用單級桿設(shè)計 19 （ 19mm）。若泵徑大于或等于70mm，則油管全用 3? （內(nèi)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(yīng)油管直徑應(yīng)用 3? ，原因是 25mm抽油桿節(jié)箍為 55mm，與 62mm油管間隙太小。若采用等強度設(shè)計方法，則需降低 [pL ]重新設(shè)計桿的長度。在設(shè)計中若桿徑小于或等于 25mm并滿足強度要求，則桿柱設(shè)計結(jié)束。有應(yīng)力范圍比的計算公 式即給定的應(yīng)力范圍比（ [pL ]＝ ）計算第一級桿長 L1，若 L1 大于等于泵深 L，則抽油桿為單級桿，桿長為 L，并計算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L1 小于泵深 L,則由應(yīng)力范圍比的計算公式及給定的應(yīng)力范圍比計算第二級桿長 L2，若 L2 大于等于（ LL1） ,則第二級桿長為L2，并計算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若 L2 小于（ LL1） ,則同理進行設(shè)計。 表 2 抽油桿的使用系數(shù) 使用介質(zhì) 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(yīng)力范圍比小于 [pL ]則認為抽油桿滿足強度要求，此時桿組長度可根據(jù)[pL ]直接推導(dǎo)出桿柱長度的顯示公式。 fw—— 體積含水率，小數(shù)； 應(yīng)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(yīng)力的計算公式： SFTal l m in )4( ?? ?? 式中： al? —— 抽油桿許用最大應(yīng)力， Pa； T—— 抽油桿最小抗張強度，對 C 級桿， T=*108Pa,對 D 級桿 T=*108Pa。 S—— 光桿沖程 ， m； fP—— 活塞截面積， m2； g—— 重力加速度， m/s2； ?? ?? ??? ij rjij rj WSNWP 121m i n 1 7 9 0 （ 43） )( 11111 ???? ????? ??? jrrjij jij rjij rj ffPWW （ 44） 式中：令 fr0=0 Pj—— 第 j 級抽油桿底部斷面處壓力 ,Pa： )(])1([10 ?????????jt ttj LLg