石油工程概论2012(五)综述

《石油工程概论2012(五)综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油工程概论2012(五)综述（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、一、自喷井生成过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程： （1）从油层到井底的地下渗流； （2）从井底到井口的垂直管流； （3）经油嘴流出井口的嘴流； （4）通过井口地面出油管线流至集油站分离器的水平管流。 二、多相垂直管流 油井生产中可能出现的流型自下而上依次为： 纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。 第四章复习提要 三、IPR曲线，产油（液）指数 1、表示产量与井底流压关系的曲线； 2、单位生产压差下的油井产油(液)量。 复习提要 a停产时；b环形液面到达管鞋；c气体进入油管 气举启动压力:当环形空间内的 液面达到管鞋(注气点)时的井口 注入压力。 四、气举采油 依靠从地面注入

2、井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体 的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。 连续气举 间歇气举 人工举升采油人工举升采油 （机械采油）（机械采油） 自喷采油自喷采油 采油方法分类采油方法分类 人工给井筒流体人工给井筒流体增加增加 能量能量将井底原油举升将井底原油举升 至地面的采油方式。至地面的采油方式。 利用油层利用油层自身能量自身能量将将 原油举升到地面的采原油举升到地面的采 油方式。油方式。 气气 举举 采采 油油 深深 井井 泵泵 采采 油油 有杆泵采油有杆泵采油 无杆泵采油无杆泵采油 采油工程部分内容采油工程部分内容 有杆泵及无杆泵采油技术 第五章

3、 深深 井井 泵泵 采采 油油 有杆泵采油有杆泵采油 无杆泵采油无杆泵采油电潜泵电潜泵 游梁式抽油游梁式抽油 课程介绍课程介绍 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 一、抽油装置 其它附件其它附件 设设 备备 组组 成成 抽油机（地面）抽油机（地面） 抽油杆（传动动力）抽油杆（传动动力） 抽油泵（井筒内）抽油泵（井筒内） 抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为 机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。 1 1、抽油机、抽油机 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 1 1、抽油机、抽油机 第一节第一节 游梁式

4、抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 游梁-连杆-曲柄机构 减速箱 动力设备 辅助装置 游梁式抽油机组成 工作时，动力设备将高速旋转运动通过减速箱传递给曲柄，带 动曲柄作低速旋转；曲柄通过连杆带动游梁作上下摆动；挂在驴 头上的悬绳器通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把油 抽到地面。 工作原理 2 2、抽油泵、抽油泵 工作筒(外筒和衬套) 柱塞 游动凡尔( (排出阀排出阀) ) 固定凡尔( (吸入阀吸入阀) ) 主 要 组 成 抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 柱塞 游动凡尔 工作筒 固定凡尔 泵的

5、类型 B-杆式泵 A-管式泵 1油管；2锁紧卡；3柱塞；4游动凡尔；5工作筒；6固定凡尔 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 按照抽油泵在油管中的固定方式可分为： 管式泵和杆式泵 （1 1）管式抽油泵：）管式抽油泵： 下泵深度较小的高产油井下泵深度较小的高产油井 缺点 工作筒在地面组装好后接在油管 柱下端，随油管一起下入井内， 然后投入固定凡尔，最后把柱塞 接在抽油杆柱下端下入泵筒内。 特点特点 优点优点 结构简单，制造成本低，在相同 油管直径下，允许下入的泵径较 杆式泵大，因而排量大。 检泵时要起出全部油管，费工费 时，适用于下泵深度不很大、产 量较高的的

6、油井。 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 （2 2）杆式抽油泵：）杆式抽油泵：下泵深度较大的低产油井下泵深度较大的低产油井 缺点 把活塞、固定凡尔和工作筒组装 成一个整体，接在抽油杆柱的下 端整体通过油管下入井内 特点特点 优点优点 检泵、提泵时不必起出油管，大 大缩短了作业时间，同时没有固 定凡尔打捞装置，余隙小，适用 于含气井。 结构复杂，成本高，相同油管直 径允许下入的泵径小。 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 （一）泵的抽汲过程（一）泵的抽汲过程 泵内进液的条件：泵内进液的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压

7、力（油、套 管环形空间液柱压力）。 1 1、上冲程、上冲程 二、泵的工作原理 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 A-A-上冲程上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动 凡尔受管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降 低，固定凡尔在油、套管环形空间液柱压力与泵 内压力之差的作用下被打开，泵筒内吸入液体。 2 2、下冲程、下冲程 抽油杆柱带动柱塞向下运动，固定凡尔在重力作用 下关闭。泵内压力因液体压缩而增高，当泵内压力大于 柱塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开。柱塞下部泵筒 内的液体通过游动凡尔进入柱塞上部的油管中。 泵排出的条件：泵排出的条件： 泵内压力高于

8、柱塞以上的液柱压力。 柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完 成进油与排油的过程。 一分钟内完成的冲程次数叫冲数（冲次） 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 B-B-下冲程下冲程 （二（二) )泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效 在一个冲程一个冲程内，排出的液体体积： 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 泵的工作过程泵的工作过程是由三个基本环节所组成，即是由三个基本环节所组成，即柱塞在柱塞在 泵内让出容积泵内让出容积，井内液体进泵井内液体进泵和和从泵内排出井内液体从泵内排出井内液体。 柱塞横截面积柱塞横截面积,m,m

9、 2 2 光杆冲程，光杆冲程，m m （二（二) )泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效 每分钟的冲数为N，则每分钟每分钟排量： 每日排量每日排量: : 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 冲数（冲次）冲数（冲次） 泵的理论排量 泵效泵效：实际产量：实际产量Q Q与理论产量与理论产量Q Q t t 的比值的比值 在实际生产中，由于油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、油管、抽油杆的弹性伸缩、气体进泵、 砂、蜡等砂、蜡等各种因素影响，实际产量往往小于理论排量Q Q t t 。 泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵的工泵效的大小反映了泵的工作状况，泵效越大，泵

10、的工 作条件越好。作条件越好。 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二（二) )泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效 例：已知某油井的抽油泵的直径0.075m，冲程3m，冲数15次/分钟，每天排 液量为90m3，请计算该泵的泵效。 第一节第一节 游梁式抽油装置及泵的工作原理游梁式抽油装置及泵的工作原理 （二（二) )泵的理论排量及泵效泵的理论排量及泵效 泵效计算公式：Q/Qt Q =1440fpSN Q泵的实际排量，m3； Qt泵的理论排量，m3； fp泵的横截面积，m2； S泵的冲程，m； N泵的冲数，次/分钟； 3 3、抽油杆振动对活塞冲程的影响、抽油

11、杆振动对活塞冲程的影响 液柱载荷交变作用 抽油杆柱变速运动 抽油杆柱振动抽油杆柱变形 2 2、惯性载荷对活塞冲程的影响、惯性载荷对活塞冲程的影响 1 1、静载荷对活塞冲程的影响、静载荷对活塞冲程的影响 在上下冲程中由于活塞以上的液柱重量交替地作用于油管和抽油杆上， 引起油管和抽油杆周期性地增载和减载，从而引起弹性伸缩。 （一）抽油杆和油管弹性伸缩对活塞冲程的影响（一）抽油杆和油管弹性伸缩对活塞冲程的影响 第二节第二节 影响泵效的因素及提高措施影响泵效的因素及提高措施 一、泵效影响因素：一、泵效影响因素： 从泵工作的基本环节（从泵工作的基本环节（活塞让出体积、原油进泵和泵内排液活塞让出体积、原油

12、进泵和泵内排液 ）可归纳为：可归纳为： 表示泵的充满程度，其值为泵内吸入液体与活塞让出体积之比： 充满系数：充满系数： 上冲程活塞让出的容积上冲程活塞让出的容积 每冲程吸入泵内的液体体积每冲程吸入泵内的液体体积 （二）气体对泵效的影响（二）气体对泵效的影响 第二节第二节 影响泵效的因素及提高措施影响泵效的因素及提高措施 当泵内吸入气液混合物后，气体占据了柱塞让出的部分空间 ，或者当泵的排量大于油层供油能力时，液体来不及进入泵内， 都会使进入泵内的液量减小。 (1)排出部分漏失（游动凡尔、活塞衬套） (2)吸入部分漏失（吸入凡尔） (3)其它部分漏失（油管丝扣、泵的连接部分、泄油器） （三）漏失

13、的影响（三）漏失的影响 第二节第二节 影响泵效的因素及提高措施影响泵效的因素及提高措施 柱塞与衬套的间隙及阀和其它部件间的漏失都会使实际排 量减小。 一般，在下泵后一定时期内，漏失的影响是不大的，但当 液体有腐蚀性或含砂时，将会由于对泵的腐蚀和磨损，使漏失 迅速增加。 二二. .提高泵效的措施提高泵效的措施 1、选择合理的工作方式 对于稠油的井，一般选用大泵径、大冲程、小冲次；对于稠油的井，一般选用大泵径、大冲程、小冲次； 对于连喷带抽井则选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。对于连喷带抽井则选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。 2、确定合理沉没度。 3、改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。

14、 4、使用油管锚减少冲程损失 5、合理利用气体能量及减少气体影响 第二节第二节 影响泵效的因素及提高措施影响泵效的因素及提高措施 一般是先选用大冲程和较小泵径，这样既可以减小气体影响，又可以一般是先选用大冲程和较小泵径，这样既可以减小气体影响，又可以 降低悬点载荷。降低悬点载荷。 降低泵口气液比，减小进泵气量，从而提高泵的充满程度。降低泵口气液比，减小进泵气量，从而提高泵的充满程度。 采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检泵。采取防砂、防腐蚀、防蜡及定期检泵。 潜油电机 保护器 分离器 多级离心泵 潜油电缆 井下机组部分 变压器 控制屏 接线盒 地面控制部分 泄油阀 单流阀 电力传 输部分 电 潜 泵

15、 采 油 系 统 示 意 图 第三节第三节 无杆泵采油无杆泵采油 电潜泵 电潜泵它是将电动机和泵一起下入油井内液 面以下进行抽油的井下采油设备。地面电源通过 变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜 油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转 换为机械能，把油井中的井液举升到地面。 第三节第三节 无杆泵采油无杆泵采油 电潜泵 电潜泵举升方式的主要优点： (1) 排量大； (2) 操作简单，管理方便； (3) 能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油； (4) 在防蜡方面有一定的作用。 电潜泵举升方式的主要缺点： (1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制； (2) 比较昂贵，初

16、期投资高； (3) 作业费用高和停产时间过长； (4) 电机、电缆易出现故障； (5) 日常维护要求高。 第三节第三节 无杆泵采油无杆泵采油 复习提要 一、泵的冲程一、泵的冲程 二、提高泵效措施二、提高泵效措施 三、计算三、计算 已知某油井抽油泵直径0.08m，冲程S=3m，冲数 N（学号第9第10位数）次/分钟，每天实际排 液量20m3，请计算该泵的泵效。 例：2007091227 复习提要 七章、八章采油工程部分总结七章、八章采油工程部分总结 人工举升采油人工举升采油 （机械采油）（机械采油） 自喷采油自喷采油 采油方法分类采油方法分类 人工给井筒流体人工给井筒流体增加增加 能量能量将井底原油举升将井底原油举升 至地面的采油方式。至地面的采油方式。 利用油层利用油层自身能量自身能量将将 原油举升到地面的采原油举升到地面的采 油方式。油方式。 气气 举举 采采 油油 深深 井井 泵泵 采采 油油 有杆泵采油有杆