多杯等流型气锚的研究与应用
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多杯等流型气锚对气液分离的效果
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３ ・ ｌ
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大
庆
石
油
学
院
学
报
第 ３ Ｏ卷
２０ ０ ６年
为多杯 等流 型气锚 ， 不 同情况 下 的气液 分离 实验 时需 拆 换． 做
１ ２ 步骤及 数据 ．
根 据不 同气液 比的气 液混合 物按 给定 的沉 没度 流 入抽 油 机井 筒 ， 过 多 杯 等流 型 气 锚 的 沉 降杯 对 气 通 液 混合 物 的沉 降作 用 ， 使气 体分 离 出来 ； 液体经 过 沉降 杯 下部 的孔 眼流 入 气锚 的 中心 管 ， 油泵 将 气锚 中 抽 心 管 中的液体 和未 被分 离 的气体 送 到计 量罐 中 ， 并分 别 计量 出采 液 量和井 口出气量 ； 而沉降 杯 中分离 出来 的气体 则沿着 环空 向上运 动 ， 过排 气 阀排 出 ； 出液 再 与 气体 混 合 并 到 达模 拟 井 底．如 此 循 环 ， 录下 通 产 记 在 不 同的 冲次 、 液 比下 的实验 数据 ．文 中涉及 到 的重要 实验 参数 见表 １ ． 气 ～３
多杯 等 流 型 气 锚 对 气 液 分 离 的效 果
韩 洪 升 ，张 艳 娟 ，孙 晓 宝 ，李 文庆
（大 庆 石 油 学 院 提高 油 气 采 收 率教 育 部 重 点 实 验 室 ， 龙 江 大 庆 １ ３决 油 井 井 下 气 、 分 离 问题 和 抽 油泵 的 泵效 ， 高 整个 系 统 的 工 作 效 率 ， 过 模 拟 井 筒 抽 吸 气 液 两 相 流 为 液 提 通
体 的 室 内 实 验 ， 多 杯 等 流 型 气 锚 、 通 气 锚 和 无 气锚 情 况 下 的 气 液 分 离 效 果 进 行 了研 究 ．结 果 表 明 ： 次 越 大 ， 口 出 对 普 冲 井 气 越 多 ， 气 效 率 就 越 低 ， 效 也 就 越 低 ； 气 液 比 和气 锚 一 定 时 ， 次 从 ０逐 渐 增 加 的情 况 下 ， 一 个 临 界 冲 次 ； 冲 次 脱 泵 在 冲 有 当 数 大 于 临 界 冲 次 时 ， 气 效 率 会 随着 冲 次 的增 加 而 减 少 ； 相 同 的 气 液 比 下 ， 怀 等 流 型 气 锚 的 临 界 冲 次 明 显大 于 其 他 脱 在 多 的气 锚 ； 气 液 比 和气 锚 一 定 时 ， 液量 从 ０逐渐 增 加 的 情 况 下 ， 有 一 个 临 界 值 ； 采 液 量 大 于 临 界 值 时 ， 口 出 气 量 在 采 会 当 井 会 随 着 采液 量 的增 加 而增 大 ； 相 同 的 气 液 比下 ， 杯 等 流 型 气 锚 的 临界 采 液 量 明 显 大 于 其 他 的 气 锚 ； 杯 等 流 型 气 锚 在 多 多 在 气 液 分 离 的效 果 上 明显 优 于普 通 的 气 锚 ， 用 该 气 锚 对 脱 气 效 率 会 有 较 大 提 高 ． 采
３ ・ ｌ
维普资讯
大
庆
石
油
学
院
学
报
第 ３ Ｏ卷
２０ ０ ６年
为多杯 等流 型气锚 ， 不 同情况 下 的气液 分离 实验 时需 拆 换． 做
１ ２ 步骤及 数据 ．
根 据不 同气液 比的气 液混合 物按 给定 的沉 没度 流 入抽 油 机井 筒 ， 过 多 杯 等流 型 气 锚 的 沉 降杯 对 气 通 液 混合 物 的沉 降作 用 ， 使气 体分 离 出来 ； 液体经 过 沉降 杯 下部 的孔 眼流 入 气锚 的 中心 管 ， 油泵 将 气锚 中 抽 心 管 中的液体 和未 被分 离 的气体 送 到计 量罐 中 ， 并分 别 计量 出采 液 量和井 口出气量 ； 而沉降 杯 中分离 出来 的气体 则沿着 环空 向上运 动 ， 过排 气 阀排 出 ； 出液 再 与 气体 混 合 并 到 达模 拟 井 底．如 此 循 环 ， 录下 通 产 记 在 不 同的 冲次 、 液 比下 的实验 数据 ．文 中涉及 到 的重要 实验 参数 见表 １ ． 气 ～３
多杯 等 流 型 气 锚 对 气 液 分 离 的效 果
韩 洪 升 ，张 艳 娟 ，孙 晓 宝 ，李 文庆
（大 庆 石 油 学 院 提高 油 气 采 收 率教 育 部 重 点 实 验 室 ， 龙 江 大 庆 １ ３决 油 井 井 下 气 、 分 离 问题 和 抽 油泵 的 泵效 ， 高 整个 系 统 的 工 作 效 率 ， 过 模 拟 井 筒 抽 吸 气 液 两 相 流 为 液 提 通
体 的 室 内 实 验 ， 多 杯 等 流 型 气 锚 、 通 气 锚 和 无 气锚 情 况 下 的 气 液 分 离 效 果 进 行 了研 究 ．结 果 表 明 ： 次 越 大 ， 口 出 对 普 冲 井 气 越 多 ， 气 效 率 就 越 低 ， 效 也 就 越 低 ； 气 液 比 和气 锚 一 定 时 ， 次 从 ０逐 渐 增 加 的情 况 下 ， 一 个 临 界 冲 次 ； 冲 次 脱 泵 在 冲 有 当 数 大 于 临 界 冲 次 时 ， 气 效 率 会 随着 冲 次 的增 加 而 减 少 ； 相 同 的 气 液 比 下 ， 怀 等 流 型 气 锚 的 临 界 冲 次 明 显大 于 其 他 脱 在 多 的气 锚 ； 气 液 比 和气 锚 一 定 时 ， 液量 从 ０逐渐 增 加 的 情 况 下 ， 有 一 个 临 界 值 ； 采 液 量 大 于 临 界 值 时 ， 口 出 气 量 在 采 会 当 井 会 随 着 采液 量 的增 加 而增 大 ； 相 同 的 气 液 比下 ， 杯 等 流 型 气 锚 的 临界 采 液 量 明 显 大 于 其 他 的 气 锚 ； 杯 等 流 型 气 锚 在 多 多 在 气 液 分 离 的效 果 上 明显 优 于普 通 的 气 锚 ， 用 该 气 锚 对 脱 气 效 率 会 有 较 大 提 高 ． 采
多杯等流型气锚对井下油水分离的效果
多杯等流型气锚对井下油水分离的效果
韩洪升;张艳娟;孙晓宝
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2007(021)001
【摘要】针对油田生产井的高含水问题,为了评价多杯等流型气锚对井下油水混合物的分离效果,进行了室内井筒模拟实验,绘制了停留时间与含水率的关系曲线.实验表明多杯等流型气锚对井下油水分离的效果如下:含水率为90%的纯原油、水的混合物,含水率为90%的油井采出液以及气液比为40∶1、含水率为90%的油井采出液经多杯等流型气锚分离后含水率均能达到98%,使用多杯等流型气锚可达到节能降耗的目的.
【总页数】3页(P80-82)
【作者】韩洪升;张艳娟;孙晓宝
【作者单位】大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江大庆,163318;大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江大庆,163318;大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江大庆,163318
【正文语种】中文
【中图分类】TE831.2
【相关文献】
1.多杯等流型气锚对气液分离的效果 [J], 韩洪升;张艳娟;孙晓宝;李文庆
2.油水分离器的杯形对油水分离效果实验研究 [J], 韩洪升;林浩然;刘景宇;安明飞
3.多杯等流型气锚的气液分离实验研究 [J], 王小兵;韩洪升
4.多杯等流型气锚的研究与应用 [J], 邵振军
5.多杯等流型气锚应用试验效果统计误差评价 [J], 孙哲;孙巍
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气锚原理及应用
典型气锚 ——重力式气锚
重力式气锚是利用气液密度的差异，小气泡向上运动聚积形成 大气泡，经气锚上部孔眼排出，原油向下运动，经内管进入抽油泵， 这种气锚适合在产量低、气油比较低的井中使用。对于高产井，液 流速度大，携带气泡能力强，分气效果差。
自然式气锚
普通沉降式气锚
多杯等流型气锚
典型气锚 ——螺旋式气锚
第一阶段，由进液孔水平进人气锚孔眼的气液混合物首先进行分离。 新型迷宫式气锚将重力分离原理和离心分离原理有机地结合在一起，其基本 型气锚主要由上、下两级组成。上级为离心式螺旋气锚，下级为重力分离式和离 第二阶段，进人锚筒并被液流带至进液孔以下的气泡在锚筒环形空间内分离。新型 心分离式综合气锚，可使油气流经同一长度锚筒时，达到双倍的分离效果。可根 迷宫式气锚在第二阶段实际上是以重力分气过程和离心分气过程两种分气过程的合 据油井气量的大小(气液比值)组成任意级数，实现油气的高效分离。 成。 第三阶段，被液流携至中心管内的小气泡在上级正螺旋气锚内分离。 特点是： 多级分离气锚采用旋流分砂、旋流分气和沉降分气的机理，使其防砂、防气效 • 多级分离，分离时间充足，油、气、砂 果更好。旋流分离是根据固体和液体密度的不同，采用离心原理进行分离；沉降分 分离更彻底； 离是利用重力原理，通过分离空间的液气流的重力差和气体从液体中的溢出能力进 • 第一阶段为旋流分砂。 • 采用重力作用、离心作用和偏心作用分 行自然分离。 离，分离效果好； • 分离机构无运动件，使用寿命长，可重 • 第二阶段为沉降分离。 复利用； • 在防气、防砂的同时，可替代筛管使用； • 第三阶段为旋流分气。 结构简单，安装方便，可用于各类套管。
a.
b.
单一式螺旋气锚；
组合式螺旋气锚；
典型气锚 ——偏心气锚
气锚原理及应用 PPT
重力式气锚是利用气液密度的差异，小气泡向上运动聚积形成 大气泡，经气锚上部孔眼排出，原油向下运动，经内管进入抽油泵， 这种气锚适合在产量低、气油比较低的井中使用。对于高产井，液 流速度大，携带气泡能力强，分气效果差。
自然式气锚
普通沉降式气锚
多杯等流型气锚
离心力作用式气锚是利用气液混合物在气锚内旋转流动， 油气的密度不同，离心力也不同，气泡在内侧流动，液体 在外侧流动，这种气锚以螺旋式气锚为代表，分离效率较 高，适合在产量高，气油比较低的井中使用。
典型气锚 ——偏心气锚
根据气体优先进入较大空间的原理，偏心气锚将吸入口置于扶正弹 簧的另一侧，即靠近套管壁的一侧，使进入气锚的液体含气量降低，从 而增加了气锚处理气体的能力。减少了气液两相混合物进入气锚后的压 力损失，避免因压力下降而造成的气体再次分离。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
第一阶新段型，迷由宫进式液气孔锚水将平重进力人分气离锚原孔理眼和的离气心液分混离合原物理首有先机进地行结分合离在。一起，其基本 型气锚主要由上、下两级组成。上级为离心式螺旋气锚，下级为重力分离式和离一孔长以度下锚的筒气时泡，在达锚到筒双环倍形的空分间离内效分果离。。可新根型 迷据宫油式井气气锚量在的第大二小阶(气段液实比际值上)是组以成重任力意分级气数过，程实和现离油心气分的气高过效程分两离种。分气过程的合 成。
第三阶段，被液流携至中心管内的小气泡在上级正螺旋气锚内分离。
多级分离气锚采用旋流分砂、旋流分气特和点沉是降：分气的机理，使其防砂、防气效
果离行• 更是自第好利然一。用分旋重离阶流力。段分原为离理是，旋根通流据过分固分体离砂和空。液间体的密液度气的流•• 不的多分采同重级离用，力分更重采差离彻力用和，底作离气分；用心体离、原从时离理液间心进体充作行中足用分的，和离溢油偏；出、心沉能气作降力、用分进砂分
多杯等流型气锚的水力设计
・３ ・ ４
维普资讯
第 ３期
杨树人等： 多杯 等 流 型 气 锚 的 水 力设 计
置开 数个 进液 孔 ， 通过 多个 沉 降杯进 行气 液 分离 ．抽 油泵 上 冲程 中， 个 沉降 杯 中液 流下 降速 度变 为 每
一 ，
㈦
式 中 ： 为 沉降 杯 的个 数．由式 （ ） ３ 可见 ， 过 多个 沉 降杯 实 现气 液分 离 ， 通 可将 沉 降 杯 中液体 下 降 的速 度减 少为 常规 气锚 的 １ ｎ ／ ．多杯 等 流型气 锚 的沉 降杯 数 目一 般都 在 ５ ０个 以上 ， 以液 流下 降 的 速度 仅 仅 是 常 所 规气 锚 的几 十分之 一 ， 时甚 至是几 百分 之 一 ， 有 因此提 高 了气液 分 离效率 ， 得更 多 的液 体 流进抽 油 泵 ， 使 达
到 了提高 泵效 的 目的．
２ 水 力 设 计
２ １ 流动 方程 ．来自油井采 出液 流入 气锚 中心 管 的孔 口流 动 物理 模 型见 图 ２ 其 流 动 过 程 ，
丌
兀
为孔口的 淹没出流 抽油泵的 ． 抽吸作用会在气锚中心管的内外产生流动 压差Ａ ＝Ｐ一Ｐ， ｐ 。 ｚ 这个压差称为气锚的工作压差．由 流动的能量方程可得
下 一 ，
ｃ 泡述度 液体速度
式中： Ｑ为抽 油 机井 上 冲程过 程 中的 抽液 量 ； Ａ环为 气 锚 内外 管 之 间 的
环形 过 流断 面的 面积．
洗 ： ｛ 阀
由式 （ ～２ 可 以看 出， 规气 锚 中 的 １ ） 常
和 下 是 定值 ， 气 液 分 其
离效 果是 不可 改变 的．因此 ， 想 进一步 提 高井 下油 气 的 分离 效 果 ， 若 只 能减小 液体 气锚 段 的液 体 下降速 度．新 型 多杯 等 流 型气 锚针 对 这 个 问 题 ， 气锚 中心 管上 安装 多 个沉 降杯 ， 在 在靠 近每 个沉 降杯 内侧 底部 的位
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第 ３期
杨树人等： 多杯 等 流 型 气 锚 的 水 力设 计
置开 数个 进液 孔 ， 通过 多个 沉 降杯进 行气 液 分离 ．抽 油泵 上 冲程 中， 个 沉降 杯 中液 流下 降速 度变 为 每
一 ，
㈦
式 中 ： 为 沉降 杯 的个 数．由式 （ ） ３ 可见 ， 过 多个 沉 降杯 实 现气 液分 离 ， 通 可将 沉 降 杯 中液体 下 降 的速 度减 少为 常规 气锚 的 １ ｎ ／ ．多杯 等 流型气 锚 的沉 降杯 数 目一 般都 在 ５ ０个 以上 ， 以液 流下 降 的 速度 仅 仅 是 常 所 规气 锚 的几 十分之 一 ， 时甚 至是几 百分 之 一 ， 有 因此提 高 了气液 分 离效率 ， 得更 多 的液 体 流进抽 油 泵 ， 使 达
到 了提高 泵效 的 目的．
２ 水 力 设 计
２ １ 流动 方程 ．来自油井采 出液 流入 气锚 中心 管 的孔 口流 动 物理 模 型见 图 ２ 其 流 动 过 程 ，
丌
兀
为孔口的 淹没出流 抽油泵的 ． 抽吸作用会在气锚中心管的内外产生流动 压差Ａ ＝Ｐ一Ｐ， ｐ 。 ｚ 这个压差称为气锚的工作压差．由 流动的能量方程可得
下 一 ，
ｃ 泡述度 液体速度
式中： Ｑ为抽 油 机井 上 冲程过 程 中的 抽液 量 ； Ａ环为 气 锚 内外 管 之 间 的
环形 过 流断 面的 面积．
洗 ： ｛ 阀
由式 （ ～２ 可 以看 出， 规气 锚 中 的 １ ） 常
和 下 是 定值 ， 气 液 分 其
离效 果是 不可 改变 的．因此 ， 想 进一步 提 高井 下油 气 的 分离 效 果 ， 若 只 能减小 液体 气锚 段 的液 体 下降速 度．新 型 多杯 等 流 型气 锚针 对 这 个 问 题 ， 气锚 中心 管上 安装 多 个沉 降杯 ， 在 在靠 近每 个沉 降杯 内侧 底部 的位
多杯等流型气锚技术研究
试验 前后 产液 、产 油 、含水 和油套 管产气 量等 相关 数据 。对 处理 后 的数据 进行 关联分 析 ，得 到脱 气效
率 的最终 表达 式 ：
。ｌ ． ２ ９ ３ ８５ ６
（ ） （ 。 … ・ …。
（ ＜ ｔ） ￡ ｃ
（ ） 。 。（ ） 。。。 Ｇｏ 。 ＲＰ 。 。 。 。
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ｌ Ｏ
油 气 田地 面 工 程 第 ２ 第 ８期 （０ ６ ８ ５卷 ２０． ）
多杯等流型气锚技术研究
李丽 （ 大庆油田采油一厂）
１ ．问题 的提 出
（ ）通过 理论 研究 和 室 内实验 ，确定 了液 体在 ２
沉 降杯 中的停 留时 间 与脱气 效 率 的关 系 。室 内实验
质 、不 同抽汲 参数 组合 条件 下液 体停 留时 间与脱气
效率 关 系。 从实 验结 果可 以得 出 ，液体在 气锚 内停 留时 间 在 １ ０ ３ ｓ 内时 ，脱气 效率 随停 留时 间 的延长 ０ ￣１ ０ 以 快 速增加 。超 过 １ ０ ，脱 气效 率增 加 幅度不大 。 ３ｓ
们（ ） 盯ｏ ＲＰ ’ ３ （ ≥ ｔ） ￡
（ ） Ｇｏ
其 中 ， ｔ 为停 留时 间最优值 。
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锚很 难 降低 液体在 气 锚 中的流 速 。为此 ，研制 出 了 多杯 等 流 型 气 锚 ，它 可延 长 采 出 液 的气 液 分 离 时 间 ，提高 脱气 效果 。
２பைடு நூலகம்．技 术创 新点
过增 加气 锚杯 数和 调整 抽油 机工 作参 数 ，测 量进 气
量 和套 管 产 气 量 、井 口产 液 量 ，计 算 不 同 实验 介
装 置 由 两 套 气 体 计 量 装 置 和 一 套 液 体 计 量 装 置
多杯等流型气锚应用试验效果统计误差评价
多杯等流型气锚应用试验效果统计误差评价作者：孙哲孙巍来源：《当代化工》2015年第11期摘要：在多杯等流型气锚应用试验效果抽样误差与置信区间的理论基础上，给出了多杯等流型气锚应用试验效果抽样误差和置信区间的数值计算方法，分析了置信水平，抽样测量井数，单井生产参数波动幅度对多杯等流型气锚应用试验效果抽样误差的影响规律。
根据上述计算方法，计算了某采油厂190口气锚井第一个月平均日产液量、产油量、沉没度的抽样误差及置信区间，从而实现了多杯等流型气锚应用试验效果统计误差评价。
关键词：抽样误差；置信区间；误差传递；影响因素；误差评价中图分类号：TE 355 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）11-2662-04Evaluation of Statistical Error on Application Test Results ofMulti-cup Uniform Flux AnchorSUN Zhe，SUN Wei（Enhanced Oil and Gas Recovery Key Laboratory of Ministry of Education，Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318， China）Abstract： Based on the theory of sampling error and confidence interval of multi-cup uniform flux anchor application test results， the corresponding numerical calculation method was given. The effect law of confidence level， numbers of sampling measurement wells and single well production parameter fluctuation on sampling error of multi-cup uniform flux anchor application test results was analyzed. According to the calculation method mentioned above， the sampling error and confidence interval of average daily fluid production， oil production and submergence of 190 anchor wells in the oil production plant in the first month were calculated， so as to realize the statistical error evaluation of multi-cup uniform flux anchor application test results.Key words： Sampling error； Confidence interval； Error transfer； Influence factor； Error evaluation在采油过程中，油井都会采出或多或少的伴生天然气[1，2]。
影响泵效的因素及提高泵效的措施
影响泵效的因素及提高泵效的措施摘要：抽油泵是有杆采油工作方式中最关键的设备，它的是否正常直接关系到采油效率的高低。
抽油泵在井下工作环境复杂，受各种因素影响较多，导致抽油泵出现泵效降低问题，从而直接影响油井产量，降低采油效率。
因此，为有效提高抽油泵泵效，本文针对影响抽油泵泵效的各方面因素进行了详细分析，并提出了相应技术措施可以有效提高抽油泵的泵效，进而达到增加油田产量与效益的目的。
关键词：抽油泵泵效；影响因素；提高泵效措施前言：游梁式抽油机-抽油泵采油装置的应用是机械采油阶段的主力采油方式，抽油泵的泵效指的是抽油井的实际产液量与抽油泵的理论排量的比值。
抽油泵泵效的高低直接反映了抽油泵性能的好坏，直接影响着油井产量与效益。
而抽油泵作为一种特殊形式的往复泵，1、影响抽油泵泵效的因素抽油泵泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适等。
影响抽油泵泵效的因素归纳起来有抽油工作参数、设备因素、地质因素以及其他因素等影响，下面详细的展开分析。
1.1地质因素影响1.1.1油井出砂（1）带砂子油流冲刷阀球及阀座，破坏泵阀正常工作。
（2）出砂对抽油泵柱塞和衬套有磨损，增加了漏失量。
（3）严重时泵阀砂卡或砂埋。
1.1.2油井结蜡（1）蜡沉积在泵阀上造成油流通道减小，使阀关闭不严，造成漏失。
（2）泵入口处及泵内结蜡，使油流阻力增大，泵充不满。
（3）严重时造成蜡卡。
1.1.3原油粘度高（1）油流阻力大，固定阀和游动阀不易打开和关闭。
（2）抽油杆不易下行，影响泵的冲程。
（3）油流进泵阻力大，降低泵的充满系数，使泵效降低。
1.1.4井内液体含有腐蚀性物质（1）腐蚀阀球及阀座，造成漏失。
（2）腐蚀使阀的材料变脆，易毁坏。
（3）腐蚀油管及抽油杆，使油管漏失、抽油杆断脱。
1.1.5气体的影响（1）在抽汲过程中是气和液两相同时进泵。
由于气体进泵，占据泵筒中部分容积，降低了泵中液体的充满程度而使泵效降低。
气体影响严重时，甚至可能形成泵的“气锁”。
多杯等流气锚气液分离效果研究2600字
多杯等流气锚气液分离效果研究2600字摘要：油田现有的抽油机井在井下工作时抽汲的是气、油、水三相混合液。
气体是影响抽油泵泵效的主要因素，气锚中的液相上升速度小于气泡上升速度，气液两相才能分离。
而气泡在液相中的上升速度基本恒定，只有减小气锚中液相上升速度，才能增大气锚气液分离效率。
多杯等流型气锚实现了气锚纵向上任意部位进液孔的进液量近似相等，降低了液相的流动速度，实现了气液两相的有效分离。
现场试验913口井，试验后初期与试验前对比，平均单井增液14.7t/d（增加幅度28.6%），单井增油1.03t/d（增加幅度18.71%），泵效提高12.53%（增加幅度28.75%）;系统效率提高了5.37%（增加幅度21.3%），吨液百米耗电下降了0.21kW?h（下降幅度20.6%）。
关键词：等流;多杯气锚;气液分离1 概述油田现有的抽油机井在井下工作时抽汲的是气、油、水三相混合液。
混合液中的气体对抽油泵的泵效影响很大，当抽油泵沉没度在正常范围（150～500m）内时，平均泵效仅为36.7%。
如能将采出液在进入泵筒之前气液充分分离，可大幅度提高抽油泵泵效和系统效率。
从气液两相流动机理看，只有液相在气锚内的流动速度小于气泡在液相中的上升速度时，气锚才能实现气液两相分离。
而气泡在液相中的上升速度基本恒定，只能通过减小液相的流动速度来提高气锚的气液分离效果。
油井井筒的尺寸是一定的，原有的各种类型气锚都无法实现降低液相流速[1-4]。
2 影响气液分离效果关键因素分析多杯等流型气锚由中间管、沉降杯和恒压洗井阀组成。
中间管上安装有多个沉降杯，靠近沉降杯内侧中间管底部钻有多个小直径进液孔，中间管下部接洗井阀。
沉降杯的外径为φ106mm，中心管内径φ38 mm，中心管外径φ48 mm，洗井阀打开压力为0.1MPa。
抽油泵工作时，气液混合物经过沉降杯和中间管的进液孔进入到抽油泵。
每个沉降杯中的液相下降速度为：V下==（2-1）式中：n――沉降杯的数量;q――上冲程时单个沉降杯的产液量，m3。
多杯等流型气锚的气液分离实验研究
力 ， 行 程 泵 腔 压 力 始 终 小 于 液 柱 压 力 ， 成 固 定 下 造
到 提高气 液分 离效 率 、 泵效 的 目的［一 。
ｌ 多 杯 等 流 型 气 锚 工 作 原 理
多杯 等流 型 气 锚 由中 心 管 、 降杯 和 定 压 洗 沉 井凡 尔组成 。 中心 管上 安 装 有 多 个 沉降 杯 ， 中心 管在每 个靠 近沉 降杯 内侧 底部 的位 置钻有 若 干个 进液孑 ， Ｌ 中心管 下部 接洗 井 阀。结 构如 图 １ 示 。 所 抽 油泵 工作 时 ， 液混 合 液 只有 通 过 沉 降杯 气
中图 分３ 文献标识码 ： Ａ
目前 大庆油 田绝大多数 抽油机 是在 液气两相
的工况 下进 行抽 吸 的。当泵 吸人 口压 力 小于 泡点 压力 时 ， 气体 以小 气泡 的形 态存 在 于原 油 中 ， 因此 在抽吸 过 程 中 ， 体 是影 响 抽 油 机工 作 的 主 要 因 气 素。气 体通常 以两种形式影 响泵 的排 量 ， 首先 在下 死点 开始上冲程 时 ， 由于 泵筒 内有 气 体 ， 吸 时泵 抽 筒压力 下降缓慢 。 固定 凡 尔不 能及 时 打开 ， 减小 了 泵的有效冲程 。同时由于含气 ， 造成在 吸人过 程 中 气体伴 随 液体 进 入 泵 腔 ， 降低 了每 一 冲程 的产 液 量 。其次 ， 由于 泵腔 内含气 ， 冲程 时 泵腔 内压力 下 上升缓慢 ， 游动 凡尔 不能 及 时打 开 ， 小 了抽 油 的 减 时间 ， 当气体影 响严 重时 ， 造成 泵腔 内气体 往 复压 缩、 膨胀 。上 行 程 泵 腔压 力 始 终 大 于 泵 吸 人 口压
王 小兵 韩 洪升 ，
（ ． 州 工 业 职 业 技 术 学 院 机 械 系 ， 苏 扬 州 ２ ５ ０ ； ． 庆 石 油 学 院 石油 工 程 学 院 ， 龙 江 大 庆 １ ３ １ ） １扬 江 ２ ０ ０２ 大 黑 ６ ３ ８
到 提高气 液分 离效 率 、 泵效 的 目的［一 。
ｌ 多 杯 等 流 型 气 锚 工 作 原 理
多杯 等流 型 气 锚 由中 心 管 、 降杯 和 定 压 洗 沉 井凡 尔组成 。 中心 管上 安 装 有 多 个 沉降 杯 ， 中心 管在每 个靠 近沉 降杯 内侧 底部 的位 置钻有 若 干个 进液孑 ， Ｌ 中心管 下部 接洗 井 阀。结 构如 图 １ 示 。 所 抽 油泵 工作 时 ， 液混 合 液 只有 通 过 沉 降杯 气
中图 分３ 文献标识码 ： Ａ
目前 大庆油 田绝大多数 抽油机 是在 液气两相
的工况 下进 行抽 吸 的。当泵 吸人 口压 力 小于 泡点 压力 时 ， 气体 以小 气泡 的形 态存 在 于原 油 中 ， 因此 在抽吸 过 程 中 ， 体 是影 响 抽 油 机工 作 的 主 要 因 气 素。气 体通常 以两种形式影 响泵 的排 量 ， 首先 在下 死点 开始上冲程 时 ， 由于 泵筒 内有 气 体 ， 吸 时泵 抽 筒压力 下降缓慢 。 固定 凡 尔不 能及 时 打开 ， 减小 了 泵的有效冲程 。同时由于含气 ， 造成在 吸人过 程 中 气体伴 随 液体 进 入 泵 腔 ， 降低 了每 一 冲程 的产 液 量 。其次 ， 由于 泵腔 内含气 ， 冲程 时 泵腔 内压力 下 上升缓慢 ， 游动 凡尔 不能 及 时打 开 ， 小 了抽 油 的 减 时间 ， 当气体影 响严 重时 ， 造成 泵腔 内气体 往 复压 缩、 膨胀 。上 行 程 泵 腔压 力 始 终 大 于 泵 吸 人 口压
王 小兵 韩 洪升 ，
（ ． 州 工 业 职 业 技 术 学 院 机 械 系 ， 苏 扬 州 ２ ５ ０ ； ． 庆 石 油 学 院 石油 工 程 学 院 ， 龙 江 大 庆 １ ３ １ ） １扬 江 ２ ０ ０２ 大 黑 ６ ３ ８
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Ｖ ＡＴ ——
Ｑ
（） ２
式 中 ： 为抽 油机 井 上冲 程过 程 中的抽 液量 ； Ｑ Ａ 环为气锚 内外 管之 间 的环形过 流断 面 的面 积 。 由式 （ ～２ 可 以看 出 ， １ ） 常规 气锚 中的 ｖ 浮和 ｖ 下是 定值 ， 其 气液 分离 效果是 不可 改变 的 。 因此 ， 若想进 一步提 高 井 下油 气 的分离 效 果 ， 能通 过 减 小液 体 气锚 段 的 只 液体下 降速 度 。 型多 杯等 流型气 锚针 对这 个 问题 ， 新 在气 锚 中心管 上 安 装多 个 沉 降杯 ， 靠 近每 个 沉 降 在 杯 内侧底 部 的位 置 开数 个 进液 孔 ， 过 多个 沉 降杯 通 进 行气 液分离 。 油泵上 冲程 中 ， 个沉 降杯 中液流 抽 每 下降速 度变 为 ：
１பைடு நூலகம் ２
内 蒙古石 油４ ｒ Ｌ－ －
２ ｌ 年第 １ 期 ＯＯ ８
多杯 等 流型 气 锚 的研 究 与 应 用
邵 振 军
（ 庆 油 田海 拉 尔 石 油 勘 探 开 发 指 挥部 ， 蒙 古 海 拉 尔 大 内 ０１０） ２ ０ ８
摘 要 ： 据大 庆 外 围生 产 实际 ， 在装机功 率大 、 根 存 泵效低 ， 系统效 率低 、 能耗 高等 缺点 。 了满足 现 为 场 节能 降耗 的开发 需 要 ， 高抽 油机 井 的泵 效 ， 一 步降低机 采能耗 ， 提 进 实现单 井 节能 高效举 升 目的， 通 过 研 究 多杯 等流 型沉 降杯 实现 气液 分 离 ， 降低 液体 下降 速度 ， 有效 地提 高 气液 分 离效 率 的原 理 ， 建立 了 多杯 等流 型 气锚 的流动 方 程 ， 出 了水 力设 计 计 算 方法 ， 制 了多杯 等流 型 气锚 ， 给 研 实际应 用情 况 表 明 ， 应 用 多杯 等流 型气锚抽 油机 井泵 效平均 可提 高 ２ 以上 。 ５ 关键 词 ： 油机井 ； 效 ； 抽 泵 气锚 ； 力设计 水 中图分 类号 ： ３ ＋ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ６ ９ １ ２ １ ） ８ Ｏ ２ 一Ｏ ＴＥ９ ３ ３ Ａ １ ０ —７ ８ （０ ０ １一 １ ２ ２
流 量 系 数 。 现 定 义 流 量 比为 ８ ｑ／ 则 ： ＝ ｌｑ ， ８ ：
肿
菅
１３ ２
型 见 图 ２ 其 流动 过 程为 孔 口的淹没 出流 。 ，
２ １ 流 动方程 ．
油井 采 出液流入 气锚 中心 管 的孔 口流 动物 理模
收稿 日期 ；ｏ Ｏ ３ ２ ２ １ —Ｏ —２ 作 者简介 ： 邵振 军 （９ ７ ） 男， １ ７ 一 ， 黑龙江大庆人 ， 硕士 ，０ １年毕 业于大庆石 油学院。２ ０ 毕业 于中 国地质 大学 （ ２０ ０ ７年 北
１ Ｑ Ｔ… ｎＡ Ｔ －
（） ３
图 １ 等 流 型 气 锚 示 意
若 想 使气 锚获 得 较 好 的气 液 分离 效 果 ， 必须 使 液体 在气 锚段 向下流 动 的速度 小于 气泡在 液体 中的 上浮速 度 ， 新型 多杯 等流 型气锚 见 图 １ 。根 据斯托 克
式 中 ： 为沉 降杯 的个数 。 １ ２ 由式 （） ３ 可见 ， 通过 多 个 沉 降杯实 现气 液 分 离 ， 可将 沉 降杯 中液 体 下 降的 速度 减少 为 常规 气锚 的 １ ｎ ／ 。多杯 等流 型 气锚 的沉 降杯数 目一般 都 在 ５ ０个 以上 ， 以液流 下 降的速度 所 仅 仅是 常 规气 锚 的 几十 分 之 一 ， 时 甚至 是 几 百分 有 之 一 ， 提高 了气液 分离 效率 ， 这 使得 更多 的液 体流进 抽 油泵 ， 到 了提 高泵效 的 目的 。 达 ２ 水 力设计计 算
京 ）从 事 ９年 油 气 田 开发 工 作 ， 油 工程 师 。主 要 研 究 方 向 ： 油 工 艺应 用技 术研 究 。发 表 论 文 ６ ， 国家 ， 采 采 篇 获 专利 ２ ， 项 负责 主 持 ３项科 研 项 目的研 究 工作 。
２ １ 年第 １ 期 ００ ８
邵振 军 多 杯 等 流 型 气锚 的研 究 与应 用
１ 设计 原 理
式 中 ： 为常 数 ； Ｋ Ｄ为 气 泡直径 ｝ ｐ 井 下气 体 △ 为 和 液 体 的密 度 差 ； 为液 体 的 黏 度 。对 同一 Ｅ 井 而 ｌ 言 ， （） 式 １ 中各 参 数 均 为 常 数 ， 因此 ｖ 浮也 是 一个 常 数 。液 体下 降速度 ｖ 下可表示 为 ：
根 据大 庆外 围生 产实 际 ， 目前 举 升 工艺 以主要
定律可知气泡上浮速度 ｖ 浮的计算公式为：
ｖ － ＫＤ。 浮－ （） １
应用常 规有杆泵抽油技术为主， 由于大部分井属于 低产 井 ， 单井 平均产 液 能力相对 较 低 ， 在装机 功率 存 大、 抽油机 悬 点载荷 高 ， 系统效 率低 、 能耗 高等缺 点 。 为 了满足 现场 节 能降耗 的开发 需要 ， 现单 井节 能 实 高效 举 升 目的 ， 因此 ， 如何 提 高采 油 系 统效 率 ， 一 进 步降 低能耗 便成 为油 田生产 中亟待解决 的 问题 。在 抽 油 泵前 加装 气 锚 ， 实现 油气 分离 是 提 高抽 油 泵效 率 的有效 途径 之一 。 目前 ， 田生产 中使 用的常 规气 油 锚 主要 有贾 敏 筛式 气锚 ［ 迷 宫式 气锚 ［ 、 心 式气 、 ２偏 ］ 锚 Ｅ和 旋流 式 气锚 ［等 。这些 常规 气锚 的不 足之 处 。 ４ 是气 液分 离 区域短 ， 气体 很容 易充满 气锚 ， 气液分 离 效果 不佳 。 因此 提 出了新 型气锚 的设计 思路 和方 法 ， 按照这 一技 术 生产 的新型 多杯等 流型 气锚 已在大 庆 油 田和 辽河 油 田推广 应用 。
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式 中 ： 为抽 油机 井 上冲 程过 程 中的抽 液量 ； Ｑ Ａ 环为气锚 内外 管之 间 的环形过 流断 面 的面 积 。 由式 （ ～２ 可 以看 出 ， １ ） 常规 气锚 中的 ｖ 浮和 ｖ 下是 定值 ， 其 气液 分离 效果是 不可 改变 的 。 因此 ， 若想进 一步提 高 井 下油 气 的分离 效 果 ， 能通 过 减 小液 体 气锚 段 的 只 液体下 降速 度 。 型多 杯等 流型气 锚针 对这 个 问题 ， 新 在气 锚 中心管 上 安 装多 个 沉 降杯 ， 靠 近每 个 沉 降 在 杯 内侧底 部 的位 置 开数 个 进液 孔 ， 过 多个 沉 降杯 通 进 行气 液分离 。 油泵上 冲程 中 ， 个沉 降杯 中液流 抽 每 下降速 度变 为 ：
１பைடு நூலகம் ２
内 蒙古石 油４ ｒ Ｌ－ －
２ ｌ 年第 １ 期 ＯＯ ８
多杯 等 流型 气 锚 的研 究 与 应 用
邵 振 军
（ 庆 油 田海 拉 尔 石 油 勘 探 开 发 指 挥部 ， 蒙 古 海 拉 尔 大 内 ０１０） ２ ０ ８
摘 要 ： 据大 庆 外 围生 产 实际 ， 在装机功 率大 、 根 存 泵效低 ， 系统效 率低 、 能耗 高等 缺点 。 了满足 现 为 场 节能 降耗 的开发 需 要 ， 高抽 油机 井 的泵 效 ， 一 步降低机 采能耗 ， 提 进 实现单 井 节能 高效举 升 目的， 通 过 研 究 多杯 等流 型沉 降杯 实现 气液 分 离 ， 降低 液体 下降 速度 ， 有效 地提 高 气液 分 离效 率 的原 理 ， 建立 了 多杯 等流 型 气锚 的流动 方 程 ， 出 了水 力设 计 计 算 方法 ， 制 了多杯 等流 型 气锚 ， 给 研 实际应 用情 况 表 明 ， 应 用 多杯 等流 型气锚抽 油机 井泵 效平均 可提 高 ２ 以上 。 ５ 关键 词 ： 油机井 ； 效 ； 抽 泵 气锚 ； 力设计 水 中图分 类号 ： ３ ＋ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ６ ９ １ ２ １ ） ８ Ｏ ２ 一Ｏ ＴＥ９ ３ ３ Ａ １ ０ —７ ８ （０ ０ １一 １ ２ ２
流 量 系 数 。 现 定 义 流 量 比为 ８ ｑ／ 则 ： ＝ ｌｑ ， ８ ：
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型 见 图 ２ 其 流动 过 程为 孔 口的淹没 出流 。 ，
２ １ 流 动方程 ．
油井 采 出液流入 气锚 中心 管 的孔 口流 动物 理模
收稿 日期 ；ｏ Ｏ ３ ２ ２ １ —Ｏ —２ 作 者简介 ： 邵振 军 （９ ７ ） 男， １ ７ 一 ， 黑龙江大庆人 ， 硕士 ，０ １年毕 业于大庆石 油学院。２ ０ 毕业 于中 国地质 大学 （ ２０ ０ ７年 北
１ Ｑ Ｔ… ｎＡ Ｔ －
（） ３
图 １ 等 流 型 气 锚 示 意
若 想 使气 锚获 得 较 好 的气 液 分离 效 果 ， 必须 使 液体 在气 锚段 向下流 动 的速度 小于 气泡在 液体 中的 上浮速 度 ， 新型 多杯 等流 型气锚 见 图 １ 。根 据斯托 克
式 中 ： 为沉 降杯 的个数 。 １ ２ 由式 （） ３ 可见 ， 通过 多 个 沉 降杯实 现气 液 分 离 ， 可将 沉 降杯 中液 体 下 降的 速度 减少 为 常规 气锚 的 １ ｎ ／ 。多杯 等流 型 气锚 的沉 降杯数 目一般 都 在 ５ ０个 以上 ， 以液流 下 降的速度 所 仅 仅是 常 规气 锚 的 几十 分 之 一 ， 时 甚至 是 几 百分 有 之 一 ， 提高 了气液 分离 效率 ， 这 使得 更多 的液 体流进 抽 油泵 ， 到 了提 高泵效 的 目的 。 达 ２ 水 力设计计 算
京 ）从 事 ９年 油 气 田 开发 工 作 ， 油 工程 师 。主 要 研 究 方 向 ： 油 工 艺应 用技 术研 究 。发 表 论 文 ６ ， 国家 ， 采 采 篇 获 专利 ２ ， 项 负责 主 持 ３项科 研 项 目的研 究 工作 。
２ １ 年第 １ 期 ００ ８
邵振 军 多 杯 等 流 型 气锚 的研 究 与应 用
１ 设计 原 理
式 中 ： 为常 数 ； Ｋ Ｄ为 气 泡直径 ｝ ｐ 井 下气 体 △ 为 和 液 体 的密 度 差 ； 为液 体 的 黏 度 。对 同一 Ｅ 井 而 ｌ 言 ， （） 式 １ 中各 参 数 均 为 常 数 ， 因此 ｖ 浮也 是 一个 常 数 。液 体下 降速度 ｖ 下可表示 为 ：
根 据大 庆外 围生 产实 际 ， 目前 举 升 工艺 以主要
定律可知气泡上浮速度 ｖ 浮的计算公式为：
ｖ － ＫＤ。 浮－ （） １
应用常 规有杆泵抽油技术为主， 由于大部分井属于 低产 井 ， 单井 平均产 液 能力相对 较 低 ， 在装机 功率 存 大、 抽油机 悬 点载荷 高 ， 系统效 率低 、 能耗 高等缺 点 。 为 了满足 现场 节 能降耗 的开发 需要 ， 现单 井节 能 实 高效 举 升 目的 ， 因此 ， 如何 提 高采 油 系 统效 率 ， 一 进 步降 低能耗 便成 为油 田生产 中亟待解决 的 问题 。在 抽 油 泵前 加装 气 锚 ， 实现 油气 分离 是 提 高抽 油 泵效 率 的有效 途径 之一 。 目前 ， 田生产 中使 用的常 规气 油 锚 主要 有贾 敏 筛式 气锚 ［ 迷 宫式 气锚 ［ 、 心 式气 、 ２偏 ］ 锚 Ｅ和 旋流 式 气锚 ［等 。这些 常规 气锚 的不 足之 处 。 ４ 是气 液分 离 区域短 ， 气体 很容 易充满 气锚 ， 气液分 离 效果 不佳 。 因此 提 出了新 型气锚 的设计 思路 和方 法 ， 按照这 一技 术 生产 的新型 多杯等 流型 气锚 已在大 庆 油 田和 辽河 油 田推广 应用 。