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                        地面驅動單螺桿泵的工藝設計技術及工作特點

                        發布時間:2016-09-11  發布者:星河泵業

                        地面驅動單螺桿泵舉升系統作為一種可靠性好、運行費用低、投資少的人工舉升方法,適用于淺井、稠油井、含砂井和含氣井。但是目前工藝設計理論不夠完善,致使油井生產能力得不到充分發揮,并造成系統資源和能源浪費,所以不銹鋼螺桿泵提高該工藝設計技術水平,對其全面推廣應用具有重要意義。

                        在深入分析單螺桿泵采油機理和環空內流體流動規律的基礎上,以垂直同軸圓柱環形空間內的螺旋流流場作為抽油桿一油管形成的環空內流體流場的簡化模型,得出了粘性流體螺旋流的速度及排量計算方法?;谫|量、動量、能量守恒原理及井筒徑向傳熱理論,建立了預測環空螺旋流壓力溫度分布的綜合數學模型。模型中考慮了焦耳一湯姆遜效應、井身結構、環空傳熱介質及其物理性質沿井深的變化。采用以井口溫度作為未知量的數值求解方法,通過迭代求解,可以避免因井口溫度參數輸入不準引起的計算誤差,模型求解考慮了因保溫螺桿泵發熱引起的流體溫升。

                        地面驅動單螺桿泵舉升系統具有可靠性好、運行費用低、投資少等優勢,適用于淺井、稠油井、含砂井和含氣井等復雜條件。但是目前工藝設計理論不夠完善,致使油井生產能力得不到充分發揮,并造成系統資源和能源浪費,所以提高該工藝設計技術水平,對其全面推廣應用具有重要意義。

                        3G螺桿泵采油技術的發展以及人們觀念的更新,使不銹鋼螺桿泵不僅在重油井和含砂井中應用,而且在稀油井、大排量井和排水采氣中得到了應用。三螺桿泵正朝著規范化、系列化方向發展,目前泵的大泵掛深度己達到3000m(排量為160m,大排量達到1000m,泵掛深度為800m)。國內在制造、應用等方面取得了長足進步,但在整體技術發展和應用方面,與上其他石油公司相比,存在著一定差距,還有一些魚待解決的問題。以往學者們在分析抽油桿一油管形成的環形空間內流體的流動規律時,通常將環空流體的流動處理為軸向流動。實際上,由于抽油桿的旋轉運動,破壞了環空流場內原有速度和視粘度分布,致使桿管環空內流體的流動發生了變化,故在正常生產過程中,采油系統有相當一部分能量(一般為泵總壓力損失的10-30%)要用于克服環空管內油液上升流動的摩擦阻力。井筒流體壓降損失預測不準,保溫螺桿泵將直接影響設計結果的可靠性。

                        在節點系統分析的求解過程中,人們一般都把井口溫度作為求解的己知量,將井筒流體溫度分布考慮為線性。而實際上,井筒流體溫度分布呈非線性,井口溫度受產量的影響,隨著油井產量的增大,流向井口的熱流量增大,引起井口溫度升高。把井口溫度作為求解的已知量,往往因井口溫度估計不準而給溫度、壓力預測帶來較大的誤差,導致系統設計結果與實際情況有較大出入。

                        大慶油田生產實踐發現,抽油桿柱斷脫失效現象頻繁發生。通過對抽油桿柱失效部位及形式進行分析不難發現,普通抽油桿接頭的不適應性和抽油桿柱組合設計不合理是造成桿柱失效的主要原因。因此,有必要深入分析抽油桿在井筒內的力學行為,優選合理的抽油桿接頭形式,采用科學的設計方法設計抽油桿柱。地面電機功率過大,也是導致螺桿泵采油井的長壽命、率等優勢得不到充分發揮的原因之一。
                         

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