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发布时间:2016-09-11  发布者:星河泵业

地面驱动单螺杆泵举升系统作为一种可靠性好、运行费用低、投资少的人工举升方法,适用于浅井、稠油井、含砂井和含气井。但是目前工艺设计理论不够完善,致使油井生产能力得不到充分发挥,并造成系统资源和能源浪费,所以不锈钢螺杆泵提高该工艺设计技术水平,对其全面推广应用具有重要意义。

在深入分析单螺杆泵采油机理和环空内流体流动规律的基础上,以垂直同轴圆柱环形空间内的螺旋流流场作为抽油杆一油管形成的环空内流体流场的简化模型,得出了粘性流体螺旋流的速度及排量计算方法。基于质量、动量、能量守恒原理及井筒径向传热理论,建立了预测环空螺旋流压力温度分布的综合数学模型。模型中考虑了焦耳一汤姆逊效应、井身结构、环空传热介质及其物理性质沿井深的变化。采用以井口温度作为未知量的数值求解方法,通过迭代求解,可以避免因井口温度参数输入不准引起的计算误差,模型求解考虑了因保温螺杆泵发热引起的流体温升。

地面驱动单螺杆泵举升系统具有可靠性好、运行费用低、投资少等优势,适用于浅井、稠油井、含砂井和含气井等复杂条件。但是目前工艺设计理论不够完善,致使油井生产能力得不到充分发挥,并造成系统资源和能源浪费,所以提高该工艺设计技术水平,对其全面推广应用具有重要意义。

3G螺杆泵采油技术的发展以及人们观念的更新,使不锈钢螺杆泵不仅在重油井和含砂井中应用,而且在稀油井、大排量井和排水采气中得到了应用。三螺杆泵正朝着规范化、系列化方向发展,目前泵的大泵挂深度己达到3000m(排量为160m,大排量达到1000m,泵挂深度为800m)。国内在制造、应用等方面取得了长足进步,但在整体技术发展和应用方面,与上其他石油企业相比,存在着一定差距,还有一些鱼待解决的问题。以往学者们在分析抽油杆一油管形成的环形空间内流体的流动规律时,通常将环空流体的流动处理为轴向流动。实际上,由于抽油杆的旋转运动,破坏了环空流场内原有速度和视粘度分布,致使杆管环空内流体的流动发生了变化,故在正常生产过程中,采油系统有相当一部分能量(一般为泵总压力损失的10-30%)要用于克服环空管内油液上升流动的摩擦阻力。井筒流体压降损失预测不准,保温螺杆泵将直接影响设计结果的可靠性。

在节点系统分析的求解过程中,人们一般都把井口温度作为求解的己知量,将井筒流体温度分布考虑为线性。而实际上,井筒流体温度分布呈非线性,井口温度受产量的影响,随着油井产量的增大,流向井口的热流量增大,引起井口温度升高。把井口温度作为求解的已知量,往往因井口温度估计不准而给温度、压力预测带来较大的误差,导致系统设计结果与实际情况有较大出入。

大庆油田生产实践发现,抽油杆柱断脱失效现象频繁发生。通过对抽油杆柱失效部位及形式进行分析不难发现,普通抽油杆接头的不适应性和抽油杆柱组合设计不合理是造成杆柱失效的主要原因。因此,有必要深入分析抽油杆在井筒内的力学行为,优选合理的抽油杆接头形式,采用科学的设计方法设计抽油杆柱。地面电机功率过大,也是导致螺杆泵采油井的长寿命、率等优势得不到充分发挥的原因之一。
 

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