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石油工程采油工程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-07-01 13:35本頁(yè)面
  

【正文】 用介質(zhì)API D級(jí)桿API C級(jí)桿無(wú)腐蝕性礦化水含硫化氫若抽油桿的應(yīng)力范圍比小于[]則認(rèn)為抽油桿滿足強(qiáng)度要求,此時(shí)桿組長(zhǎng)度可根據(jù)[]直接推導(dǎo)出桿柱長(zhǎng)度的顯示公式。 fw——體積含水率,小數(shù);應(yīng)力范圍比計(jì)算公式: (46) (47) 抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計(jì)算公式:式中:——抽油桿許用最大應(yīng)力,Pa; T——抽油桿最小抗張強(qiáng)度,對(duì)C級(jí)桿,T=*108Pa,對(duì)D級(jí)桿T=*108Pa。S——光桿沖程,m;fP——活塞截面積,m2;g——重力加速度,m/s2; (43) (44) 式中:令fr0=0 Pj——第j級(jí)抽油桿底部斷面處壓力,Pa: (45) Pt——井口油壓,Pa。它是針對(duì)液體粘度較低、直井、游梁抽油機(jī)的桿柱載荷公式。原因之二是因?yàn)闂U、管環(huán)空中的壓力分布取決于桿徑,而桿柱的設(shè)計(jì)又用到桿、管環(huán)空中的壓力分布。因?yàn)闂U柱的最大、最小載荷與桿長(zhǎng)不是線性關(guān)系,設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。圖3為Orkiszewski方法的計(jì)算流程框圖。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對(duì)粗糙度由圖2查得。(4)霧流霧流混合物密度計(jì)算公式與泡流相同: 由于霧流的氣液無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,即滑脫速度接近于霧,基本上沒(méi)有滑脫。滑脫速度可用Griffith和Wallis提出的公式計(jì)算: (35) (3)過(guò)渡流過(guò)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(jìn)行計(jì)算,然后用內(nèi)插方法來(lái)確定相應(yīng)的數(shù)值。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。泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計(jì)算: 式中 —摩擦阻力系數(shù); —液相真實(shí)流速,m/s?;撍俣榷x為:氣相流速與液相流速之差。(1)泡流平均密度 式中 —?dú)庀啻嫒荼?含氣率),計(jì)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(jì)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。將式(27)代入式(26),并取,經(jīng)過(guò)整理后可得: (28) 式中 —計(jì)算管段壓力降,Pa; —計(jì)算管段的深度差,m; —計(jì)算管段的平均壓力,Pa。出現(xiàn)霧流時(shí),氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。由式(236)可直接寫(xiě)出多項(xiàng)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。針對(duì)每種流動(dòng)型態(tài)提出了存容比及摩擦損失的計(jì)算方法。在處理過(guò)渡性流型時(shí),采用內(nèi)插法。Orkiszewski法提出的四種流動(dòng)型態(tài)是泡流、段塞流、過(guò)渡流及環(huán)霧流。⑦計(jì)算該段下端對(duì)應(yīng)的深度和壓力 ⑧以處的壓力為起點(diǎn)壓力重復(fù)第②~⑦步,計(jì)算下一段的深度和壓力 ,直到各段累加深度等于或大于管長(zhǎng)時(shí)為止。③計(jì)算該段的和 ,以及、下的流體性質(zhì)參數(shù)。按壓力增量迭代的步驟①已知任一點(diǎn)(井底或井口)的壓力,選取合適的深度間隔(可將管等分為n段)。同樣為了減小工作量,也采用只迭代一次的方法。2)由井口向下計(jì)算至泵出口處,計(jì)算泵排出口壓力PZ。⑥ 將第⑤步計(jì)算得的與第①步估計(jì)的進(jìn)行比較,兩者之差超過(guò)允許范圍,則以新的作為估算值,重復(fù)②~⑤的計(jì)算,使計(jì)算的與估計(jì)的之差在允許范圍內(nèi)為止。由壓力梯度的計(jì)算公式: =;摩擦損失系數(shù)可由圖二查得。由計(jì)算得到,由于該段的壓力大于飽和壓力的值,所以該段的流型為純液流。該方法的四種流動(dòng)型態(tài)的劃分界限如表1所示。以上單位均是標(biāo)準(zhǔn)單位。平均壓力=(12+)/2=
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