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1、 西安石油大学采油工程课程设计采油工程课程设计 题目：采油工程课程设计 有杆泵抽油系统设计 班级：石工1009姓名： 学号：201004010 2012年7月采油工程课程设计任务书题 目有杆泵抽油系统设计小组成员石工1009 设计内容与要求1. 原始数据（1）基础数据 井深2146m，地层压力17MPa，油藏温度70，饱和压力12MPa，内径140mm，油管内径62mm，油管外径73mm，地面原油相对密度0.856，地面产出水相套管对密度1，标况下天然气相对密度0.7（2）生产动态数据 体积含水20%，井底流压6.26MPa，产油量6t/d。2. 设计任务（1）设计基础数据 体积含水25%，产
2、油量4t/d，生产气油比87m3/t，油压0.8MPa，套压0.2MPa。（2）任务 确定泵效最大的机杆泵及其工作参数。3. 设计要求（1）通过文献查阅，进一步完善确定机杆泵及其工作参数的理论依据；（2）设计成果用A4纸打印。起止时间 2012年7月 2日至2012年7月13日指导教师签名年 月 日系（教研室）主任签名年 月 日学生签名 年 月 日目录序言1第一章 流入动态预测21.1 根据原始生产动态数据和设计数据作IPR曲线2第二章 垂直多相管流 42.1 计算充满程度、下泵深度、动液面深度与沉没度的关系52.2 作充满程度、下泵深度、动液面深度与沉没度关系曲线92.3 初选下泵深度11第
3、三章 杆泵及其工作参数113.1 由下泵深度和产液量初选抽油机和泵径113.2 确定冲程和冲次133.3 抽油杆柱设计（采用近似等强度组合设计方法）143.4 计算泵效183.5 产量校核19 3.6 抽油机校核19 3.7 曲柄轴扭矩计算21 第四章 设计结果214.1 作下泵深度与泵效曲线214.2 各种功率的计算224.3 确定平衡半径234.4 确定泵型及间隙等级25 参考文献26 序言采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏（或井筒）采取的各项工程技术措施的总称。它是油田开发方案的一个重要组成部分和方案实施的核心。其任务是通过产油井和注入井采取一系列工程技术措施作
4、用于油藏，使油气畅流入井，并举升到地面进行分离和计量；其主要目标是经济、有效地提高油井产量和原油采收率。采油方式的选择是采油工程的重要部分，采油方式有分为自喷气举采油、有杆泵采油和无干泵采油。本次设计所选择的方式是有杆泵采油，有杆抽油系统设计是选择机、杆、泵、管以及抽油机的运行参数，从而使整个系统各部分相互匹配。有杆泵采油设计的主要思路是在满足生产工艺和设备的条件下,以有杆泵采油井系统效率最高为目标函数的优化设计,是提高有杆泵采油系统效率行之有效的方法。通过对管柱组合和抽汲参数的优化,得到了合理的生产参数,提高了系统效率。24第一章 流入动态预测1.1 根据原始数据和设计数据作综合IPR曲线（
5、1）基础数据：井深2146m，地层压力17Mpa，油藏温度70，油藏饱和压力12Mpa，套管内径140mm，油管内径62mm，油管外径73mm，地层原油相对密度0.856，地面产出水相对密度为1。标准状况下天然气的相对密度0.7。 生产动态数据：含水率20，井底流压6.26 Mpa，产油量6t/d。 设计数据：含水率25，产油量4t/d，生产气油比87m/t，油压0.8 Mpa，套管压力0.2 Mpa。 由上述数据可知Pwf(test)=6.26MPaPb=12MPa Pr=17MPa， 所以该井中的流体为油、气、水三相流动。(2) 按产量加权平均,求解采液指数：Pwf(test)=6.26M
6、PPb=12MPa,体积含水率20,产油量,则 (1-1) （3）生产时含水率为25%，产液指数不变，按流压加权平均： (1-2) (1-3) （4）总液量与井底流压的关系 当时，此时产液表达式 当时，由式（1-2）和（1-3）可求出此时产液表达式： 其中: 采液指数, 纯油产量, 纯水产量, 含水率,小数-由IPR曲线的最大产油量,对应流压的总产液量, 饱和压力下的产液量,(5)由总产液量与流压的关系绘制综合IPR曲线：表1-1 井底流压与总产液量(Mpa)02468101214161711.710.9610.078.977.686.184.492.690.900 IPR曲线如下： 图1-1
7、 油井流入动态曲线第二章 多相垂直管流2.1 计算充满程度、下泵深度动液面深度和沉没度的关系（1） 由设计数据（2） 计算井筒温度分布 图2-1 井筒温度分布图 (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) 则式(2-1)、 (2-2)、 (2-3) 及(2-4)得井筒温度分布计算式如下:（3） 充满程度和沉没度的关系由采油工程手册得1）原油中溶解气油比 则原油中溶解气油比：又 则有 若有余隙影响，则由采油工程原理与设计知： （2-5） （2-6） 充满程度，小数；余隙比，取0.1；泵内气液比，m3/m3地面生产气油比，m3/m3泵内溶解气油比，Rs=Pi, m3/m3溶解气系数m3/(m3
8、MPa);沉没压力，MPa；体积含水率则由式（2-6）得泵内气液比 又 充满程度和沉没度的关系式如下 （2-7）（4）计算下泵深度与沉没度关系 由井底流动压力的计算中油水由于密度差而发生重力分异，使泵吸入口以上的环形空间的液体不含水，吸入口以下的为油水混合物，因此，井底流动压力近似如下： （2-8） 即： （2-9）其中： 流压，Mpa； 油层中部深度，m； Lp 泵挂深度，m 沉没度，m； 重力加速度，； 井内气液平均密度，； 井内溶有气体密度会小于0.892 则取 吸入口以上环形空间油柱平均密度，； 套压，Mpa注： 1）忽略气柱重量，动液面处压力等于套压；2）此时流体在套管内流动。部分参
9、数的计算： ，把吸入口以上环形空间油柱平均密度看成是纯油的密度；把井内混合物平均密度代入数据化简式（2-9）可得下泵深度与沉没度的关系： （2-10） （5） 动液面深度与沉没度关系 (2-11)2.2 作充满程度、下泵深度动液面深度与沉没度关系曲线 由式（2-7）、(2-10)及（2-11)可得出充满程度、下泵深度、动液面深度和沉没度的曲线关系如下： 表2-1 充满程度、下泵深度、动液面深度和沉没度关系沉没度m充满程度下泵深度m动液面深度m1000.068344902111510152000.196901084121210123000.308952765130910094000.407486
10、588140610065000.494809575150310036000.572732036160010007000.6426944216979978000.70585718317949949000.763165665189199110000.815397731198898811000.863199279208598512000.9071110952182982 图2-3 充满程度与沉没度关系曲线 图2-4 下泵深度、动液面深度与沉没度曲线2.3 初选下泵深度根据以上充满程度、下泵深度、动液面深度和沉没度关系曲线选取在井深范围内，初选充满程度最大的沉没度=909m, 下泵深度 =1900m,
11、 动液面深度=991m。第三章 杆泵及其工作参数3.1 由下泵深度和产液量初选抽油机和泵径（1）在油梁式抽油机（中冲程中）选择图解中由 得交点在IV区域，其所在区域选用油梁式抽油机型号为：CYJ7-2.1-26F。 图3-1 选泵图（2）选择抽油杆和油管尺寸及钢材牌号由CYJ7-2.1-26F，查采油工程手册可知泵径Dp=28mm，可选抽油杆尺寸为，油管尺寸为73mm。表3-1 根据抽油机、抽油泵选择抽油杆、油管尺寸 国产游梁式抽油机技术规范及基本参数表：表3-2 机型及参数抽油机型号悬点最大载荷悬点最大冲次悬点最大冲程减速器额定扭矩 CYJ7-2.1-26FP=70KNS=2.1mM=26kN.m3.2 确定冲程和冲次选择抽油机的抽汲工作参数：选最大冲程S=2.1m作为初选冲程，则：因此，求得的正常抽汲方式的工作参数选用Dp=28mm,s=2.1m, .3.3 抽油杆柱设计（采用近
