有杆泵采油
- 格式:doc
- 大小:609.00 KB
- 文档页数:14
采油工况中会运用螺杆泵来工作,与其他机械采油相比,螺杆泵兼具容积泵和离心泵的优点,作为一种人工举升方式,它具有以下优点:
1.螺杆泵运动部件少,结构简单,一次性投资小。
2.螺杆泵可以连续举升介质,工作时负载稳定,机械损失小,效能高,是机械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺杆泵适用范围广,可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂浆、高含气量的气井等等。
4.螺杆泵占地面积小,可以下放至斜井段,因此可以用于海上油田水平井和丛式井中。
虽然螺杆泵有诸多优点,也被广泛应用于各大油田,但与常规机采方式相比,螺杆泵采油设备也存在一些不足:
1.螺杆泵中的定子内部为橡胶,因此不宜应用于高温注汽井;而且定子容易损坏,增加了检泵的次数,相应增加检修费用。
2.螺杆泵作业时需要流体润滑,缺少润滑将会导致泵体过热,定子橡胶弹性体老化,甚至烧毁。
3.与其他机采方式相比,螺杆泵的总压头较低。
目前大多应用在1000米左右深的井中。
当下泵深度超过2000米时,螺杆泵扭矩增大,杆断脱率增高,井下作业难度增加。
螺杆泵采油系统工作原理
螺杆泵采油系统工作原理是指通过螺杆泵将地下油藏的原油抽至地面。
具体工作原理如下:
1. 旋转螺杆:螺杆泵中有一对同轴且呈螺旋状的螺杆,其中一个为主动螺杆,另一个为从动螺杆。
当泵驱动机械使主动螺杆旋转时,从动螺杆会跟随旋转。
2. 油液的吸入和排出:当螺杆旋转时,螺杆的螺纹与泵体内的定子螺纹间形成一组密闭腔体。
在泵的吸入侧,当螺杆旋转时,腔体的体积逐渐增大,形成负压,使地下油藏中的原油被吸入腔体中。
在泵的排出侧,当螺杆旋转时,腔体的体积逐渐减小,形成正压,将吸入的原油推送至泵的出口。
3. 油液的运移:原油在被推送至泵的出口后,进入输油管道进行后续的运输和处理。
这样不断重复的吸入和排出过程能够将地下油藏的原油逐渐抽至地面。
总体来说,螺杆泵采油系统通过螺杆的旋转产生的容积变化,借助螺纹封闭腔体,实现了对原油的吸入和排出,从而实现了油液的抽取和运输。
第三章 有杆泵采油第四节 泵效计算与分析泵效:油井日产液量与泵的理论排量的比值称为泵效。
用公式表示为:t Q Q =η (3-78) 一、影响泵效的因素(一)地质因素1.油井出砂:2.气体的影响:充满系数:Pl V V '=β (3-79) 式中 P V —— 上冲程活塞让出容积;'l V —— 每冲次吸入泵内的液体体积;如图3-41所示。
图3-41 气体对泵充满程度的影响图3-41中S V 表示余隙容积,l V 表示活塞在上死点时泵内的液体体积,g V 表示泵内气体的体积,令l g V V R /=称泵内气液比,令P S V V K /=称余隙容积比,将S l l V V V -='和R ,K 代入式(3-79)得:RKR +-=11β (3-80) 分析式(3-80)可得出以下结论:(1)K 值越小,β值就越大。
而减小余隙容积S V 和增大活塞冲程以增大P V 都可以减小K 值。
因此在生产中应使用长冲程和在保证活塞不碰固定阀的前提下,应尽量减小防冲距以减小余隙。
(2)R 越小,β值就越大,因此为增加泵效,应尽量减少进泵的气体。
进泵气液比可用下式计算:1.0)1)((+--=S w S P P f R R R (3-81) 式中 P R —— 地面生产气油比;S R —— 泵吸入口处的溶解气油比;S P —— 沉没压力,MPa ;w f —— 油井含水体积分数;3.油井结蜡:由于活塞上行时,泵内压力降低,在泵的入口处及泵内极易结蜡,使油流进泵阻力增大,影响泵效。
4.原油粘度高:由于油稠,油流进泵阻力大,固定阀和游动阀不易打开和关闭,抽油杆下行阻力大,影响泵的冲程,降低泵的充满系数,使泵效降低。
5.原油中含腐蚀性物质,如硫化物、酸性水,腐蚀泵的部件,引起漏失降低泵效。
(二)设备因素1.活塞的有效冲程:1)静载荷作用下的冲程损失及活塞有效冲程如图3-42,由于转移载荷'l W 上冲程从油管柱上转移到抽油杆柱上使抽油杆柱伸长了r λ,油管柱缩短了t λ,悬点向上移动了t r λλλ+=一段距离后活塞和泵筒才有相对位移,悬点无效的冲程λ称为冲程损失。
采油方法基础知识采油方法,就是指把地下四周油层内流到井底的原油采到地面所使用的方法,一般包括自喷采油和机械采油两种。
1.自喷采油自喷采油是指依靠油藏本身的能量使原油喷到地面的采油方法。
一口油井用钻井的方法钻孔、下入套管连通到油层后,原油就会像喷泉那样沿着油井的套管自动向地面喷射出来。
油层内的压力越大,喷出来的油就越快越多。
这种靠油层自身的能量将原油举升到地面的能力,称为自喷,用这种办法采油就称为自喷采油。
这种采油方法常发生在油井开发初期。
油井在油藏开发初期为什么会自喷呢?石油和天然气深埋于地下封闭的岩石孔隙中,在上覆地层的重压下,它们与岩石一起受到压缩,从而集聚了大量的弹性能量,形成高温高压区。
当油层通过油井与地面连通后,在弹性能量的驱动下,石油、天然气必然向处于低压区的井简和井口流动。
这就像一个充足气的汽车轮胎一样,当拔掉气门芯后,被压缩的空气将喷射而出。
油层与油井的沟通一般情况下靠射孔完成,射孔一旦完成,就像拔掉了封闭油层的气门芯,油气将通过油井喷射到地面。
自喷井的产量一般来说都是比较高的。
例如,中东地区有些油井每口油井日产油可高达(1~2)x104t。
我国华北油田开发初期,很多油井日产千吨以上,大庆油田的高产井日产200~300t。
据统计,目前世界有50%~60%的原油是靠自喷方法开采出来的,特别是中东地区,大多数油井有旺盛的自喷能力。
这种方法不需要复杂昂贵的设备,油井管理也比较方便,是一种高效益的采油方法。
因此,在油田开发过程中,人们都设法尽可能地保持油井长期自喷。
但到了油藏开发的中后期,油层的压力会逐渐减小,不足以再将地层内的原油驱替到井底并举升到地面,这时就需要给油层补充能量,如注人水或注入天然气等,增加油层的压力,以此延长油井的自喷期。
2.机械采油机械采油指借助外界能量将原油采到地面的方法,又称为人工举升采油方法。
随着油田的不断开发,地下地层能量逐渐消耗,油井最终会停止自喷。
由于地层的地质特点,有的油井一开始就不能自喷。
提升有杆泵采油系统效率的方法研究作者:张永光来源:《中国新技术新产品》2013年第07期摘要:随着油藏开发的不断进行,油井产能受到地质特征、油藏管理、采油工程、生产维护等多方面影响,从较长的时期看是一个动态的变量,合理地选取采油工艺的直接决定着油田开发效益。
本文结合油田生产工作实际,着重分析了影响机械采油有杆泵系统效率的主要因素,提出了提高系统效率的方法。
关键词:有杆泵才有系统;智能控制;采油效率中图分类号:TE34 文献标识码:A1 机械采油有杆泵采油系统组成有杆泵采油的三大主要装备有抽油机、抽杆和抽油泵。
抽油泵可分为:管式泵和杆式泵。
管式泵的结构简单、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;杆式泵检泵方便,但结构复杂,制造成本高,在相同油管直径下允许下入的泵径比管式泵小。
杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。
有杆泵抽油的主要参数,冲程:光杆(或柱塞)上、下运动一次称为一个冲程。
光杆冲程:光杆从上死点到下死点的距离,用S表示。
柱塞冲程:柱塞在上、下死点间的位移。
冲次:每分钟内完成冲程的次数,用n来表示。
沉没度:抽油泵的吸入阀与动液面之间的相对高度。
动液面:抽油机正常生产时,井口至液面的距离。
沉没压力(泵口压力):作用在泵吸入口处的环形空间压力。
影响泵效的主要因素:(1)抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩;(2)气体和充不满的影响;(3)漏失影响;(4)体积系数的影响。
载荷作用下的柱塞冲程,柱塞冲程损失的构成:液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱转移到油管,使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。
上冲程:载荷由从油管转移到抽油杆,抽油杆伸长,油管缩短;下冲程:载荷由从抽油杆转移到油管,油管伸长,抽油杆缩短。
柱塞冲程损失由抽油杆柱伸缩与油管伸缩共同造成的。
2 影响有杆泵系统效率的主要原因2.1 电机负载率的影响。
常用电机最佳运行效率在额定负载附近,即在0.7~1.1之间,而现场上大多数电机的负载率都比较低,一般只有30%左右。
不同采油方法的基本原理及各自优缺点摘要:采油工程中的采油方法有多种,从客观的地下能量来看,可分为自喷采油和人工举升两种。
自喷采油就是原油从井底举升到井口,从井口流到集油站,全部都是依靠油层自身的能量来完成的,而由于地层的地质特点,有的油井不能自喷,人工举升就成为解决这个问题的主要途径。
目前,利用人工举升将原油从井底举升到地面的方法可分为气举法和抽油法两大类,而每一种方式都有其优势的一面,和其劣势,在采油的过程中都扮演着不同的角色。
关键词:自喷采油人工举升气举抽油有杆泵采油无杆泵采油一、自喷采油自喷采油就是原油从井底举升到集油站,全部都是依靠油层自身的能量来完成的。
自喷采油的能量来源是:第一、井底油流所具有的压力;第二、随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。
油井自喷生产,一般要经过四种流动过程:(1)原油从油层流到井底;(2)从井底沿着井筒上升到井口;(3)原油到井口之后通过油嘴;(4)沿着地面管线流到分离器、计量站。
不论哪种流动过程,都是一个损耗地层能量的过程,四种流动过程压力损耗的情况因油藏而异,大致如下:1.油层渗流当油井井底压力高于油藏饱和压力时,流体为单相流动。
当井底压力低于饱和压力时,流体在油井井底附近形成多相流动。
井底流动压力可通过更换地面油嘴而改变,油嘴放大,井底压力下降,生产压差加大,油井产量增加。
多数情况下,油层渗流压力损耗约占油层至井口分离器总压力损耗的10%~40%左右。
2.井筒流动自喷井井筒油管中的流动,一般都是油、气两相或油、气、水混合物,必须克服三相混合物在油管中流动的重力和摩擦力,才能把原油举升到井口,并继续沿地面管线流动。
井筒的压力损耗最大,约占总压力损耗的40%~60%左右。
3.油嘴节流油气到达井口通过油嘴的压力损耗,与油嘴直径的大小有关,通常约占总压力损耗的5%~20%左右。
4.地面管线流动压力损耗较小,约占总压力损耗的5%~10%左右。
20世纪80年代以来,对自喷井的流动过程开展了节点分析研究。
低渗透油藏有杆泵采油系统优化设计及研究摘要:低渗透油藏有杆泵采油系统优化设计以产能预测与有杆抽油系统生产参数优化设计理论为基础,结合现场经验对优化设计部分参数进行设定和调节,从而建立完善的有杆泵系统优化设计模型。
它具有预测油井产能、优化有杆泵采油设备生产参数、优化设计经济性评价和作业方案输出等功能。
从现场应用效果来看,在单井产液量基本不变的前提下,优化后平均单井日节电14.48度,节电率达到了50.96%,平均单井机采系统效率提高了3%,节能效果显著。
关键词:低渗透油藏有杆泵优化设计系统效率鄂尔多斯盆地油田储层普遍呈现低渗、低压、低丰度特征,自然产能超低,有效开发难度大,属低渗、特低渗油藏。
随着油田开发不断深入井下情况日趋复杂,井筒环境愈趋恶劣,同时许多难动用储量相继投入开发,使现有抽油设备遇到了诸如干抽、系统效率低、作业费用高、不能根据油井供液能力自动调整抽汲参数以及设备投资、运行费用高等问题。
因此,低渗透油藏有杆泵采油系统的优化设计对调整设备参数、降低作业运行费用、提高系统效率具有重要意义。
1 有杆泵采油优化设计流程1)确定产量或者给定井底流压及IPR曲线确定产量;2)确定下泵深度;3)根据产量确定抽油泵的泵径;4)初步确定抽油机型号;5)查找抽油机数据库,找出该型号抽油机最大冲程,计算柱塞冲程;6)计算泵冲次;7)按等强度原则初步设计抽油杆组合;8)设计油管(考虑抗内压、抗外压和抗拉强度);9)计算光杆实际载荷最大值、最小值;10)重新计算载荷,选择最接近的抽油机型号;11)选择实际抽油机的实际光杆冲程,并计算柱塞冲程;12)根据合理泵效选择冲次;13)重新设计抽油杆;14)优化扶正器分布;15)计算光杆最大载荷、最小载荷;16)计算减速器实际扭矩;17)根据(15-16)结果,重新选择抽油机型号;18)查询抽油机数据库,找到新选择抽油机的冲程等参数;19)计算泵的实际冲程,根据合理泵效,选择冲次,以上(18-19)可出现多组工作制度不同的方案;20)选择电动机;21)根据不同方案机采系统效率计算结果,选择需要的优化设计。
通过大量的现场生产情况调研,分析了油田举升工艺十多年的发展历程,以及在发展过程中形成的配套工艺,通过对有杆泵、气举和电潜泵举升方式生产现状和技术现状的分析,总结了油田进入中、高含水期后采油工艺中存在的主要问题。
针对存在的主要问题,从举升方式的适应性入手,在理论和实际两方面讨论了不同举升方式的优缺点,通过软件模拟计算,对不同泵径抽油泵的极限下深进行了规范;并针对不同的抽油机机型,对不同含水条件下不同泵径的不同抽油杆组合进行了强度校核,规范了不同条件下抽油杆的极限下深,建立了产液量、下泵深度与泵径的关系同时也论证了气举和电泵井的选井条件。
以产液指数变化规律和含水上升速率为基础,针对生产现状和生产趋势进行了油井产能的分析及预浏,根据油井目前和未来的供排关系,筛选出需要提液井的井号以及相应的不同举升方式,并对不同的举升方案进行了经济性论述,优选了举升方式。
一、现状分析油田主力区块已逐步进人中高含水期,低含水期成熟的采油工艺技术也暴露出一些不足,如含水上升后油井载荷增加带来的抽油杆断脱问题、气举举升效率降低产液量持续下降问题,特别是电潜泵受气体、结垢等因素影响,造成故障频繁、运行成本过高的问题,一直没有行之有效的解决办法。
1.有杆泵采油技术形成了适应油田特点的有杆泵采油工艺技术:①以油井产能预测、机杆泵选择、参数优化为主的设计技术;②以防气、防蜡、防偏磨断脱为主的杆管柱配套技术;③以环空测试、低压测试、功图远传、数值化分析为主的动态监测技术;④深抽排液技术。
2.气举采油技术配套了以下七项技术:①气举工艺设计技术;②系统试井技术;③井下工具国产化;④天然气驱压缩机与电驱压缩机组运行管理技术;⑤气举井测试及工况诊断技术;⑥气举阀调试及气举工具检测技术;⑦气举阀投捞技术。
3.电潜泵采油技术配套了以下四项技术:①选井选泵技术;②防垢技术;③防气技术;④油井管理技术。
4.采油工艺技术中存在的主要问题(1)气举举升效率越来越低。
1. 序言目前,有杆抽油系统能耗严重,效率普遍偏低,而且有杆抽油在机械采油中又占有很大比例。
全面系统地分析影响有杆抽油系统效率的因素及能量在传递过程中消耗的原因,开展提高抽油系统效率研究,已成为我国降低石油开采成本,实现高效经济采油的重点研究课题之一。
有杆泵抽油系统由抽油机、抽油泵和抽油杆三大部分组成。
有杆泵抽抽是我国主要的机械采油方式,抽汕机井数量多、耗电量大,因此提高抽油机并的系统效率,降低其能耗,对抽油机井节能具有重要意义。
作为低压油藏中有效的人工举升方式,有杆泵抽油已经得到了广泛应用,其中最常用的是游梁式有杆抽油系统,这种系统结构简单、耐用且经济。
游梁式抽油机-深井泵抽油装置:用油管把深井泵下入到井内液面以下,在泵筒下部装有只能向上打开的吸入阀,用抽油杆把柱塞下入泵筒内,柱塞上装有只能向上打开的排出阀,通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复运动传递给抽油泵向上抽油。
然而研究表明,有杆抽油系统的效率只有50%左右(即如果原动力是电动机,则只有50%的电能被转化为水力功率),通过精心设计和革新, 其效率还能大大提高。
有杆抽油系统存在“反传”现象,即下冲程中抽油机反而带着电动机运转,从而造成功率的浪费。
抽油机井的系统运行效率一直处于比较低的水平,这使得生产能耗大,采油可变成本高。
有杆泵往复抽汲方式具有设备装置简单、操作方便、综合成本低的特点。
我国约有90%的油井、全世界约有80%的油井采用这种方式进行生产。
但是,在采用有杆泵抽油方式的油井中,其机械采油系统的效率一般较低,而机械采油能耗费用在采油变动成本中所占比例最大,现已达到12%以上。
在国内抽油机井整个系统工作过程中,70%以上的能耗作了无用功,造成了大量的能源浪费,同时加剧了机械损耗。
抽油机载荷变化、泵效偏低、油井供液不足、抽油机机械性能变差以及抽油机不平衡等都是影响系统效率的主要因素。
抽油机系统工作时,是一个能量不断传递和转化的过程,而能量的每次传递都有一定的损失。
有杆采油装备与无杆采油装备概述及对比人类有着1600年左右的石油开采历史,直到1848年俄国工程师F.N. Semyenov在巴库东北方的Aspheron半岛开采了第一口现代油井后,人类才步入了现代化的石油开采时代。
其中机械采油装备经过了一百多年的发展,逐渐形成了当今有杆采油装备和无杆采油装备两大体系。
据统计,全世界约有100万口左右的在产油井,其中使用有杆采油装备的约占到90%以上,这些有杆采油装备的驱动装置采用游梁式抽油机的约占到80%以上。
(兰石以往出口抽油机型全部为游梁式抽油机。
)一. 机械采油装备概述机械采油装备基本可归纳为两大类,有杆采油装备和无杆采油装备。
1.有杆采油设备:位于地面的动力设备通过一系列的机械传动带动抽油杆柱,再由抽油杆柱带动井下抽油泵活塞上、下往复运动或旋转运动,将井内原油抽至地面的采油设备。
可分为:1) 杆式抽油泵:检泵方便,但结构复杂,制造成本较高,在相同的油管直径下允许下入的泵径较管式泵要小,适用于下泵深度较大,产量较小的油井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
2)管式抽油泵:结构简单,成本低,在相同油管直径下允许下入的泵径比杆式泵大,因而排量大。
但检泵时必须拆卸油管,修井工作量大,故适用于下泵深度不大,产量较高的井。
该泵地面驱动装置为游梁式或非游梁式抽油机。
3)地面驱动螺杆泵:能够输送高粘度、高含砂量的原油,适应高气油比、中等深度低产井原油的需要,工艺简单、管理方便、低生产成本、具有高举升性能。
但螺杆泵缺点为油井抽油杆易断脱、油管漏失、结蜡严重、螺杆泵定子脱落、磨损严重等故障频繁。
该泵的驱动装置为螺杆泵电机,安置在地面采油树上。
2.无杆采油设备:不用抽油杆柱传递能量,而是用电缆或高压液体传递能量的采油设备统称为无杆采油设备。
其中可细分为:1)电泵类:a.电动潜油离心泵:是一种井下工作的多级离心泵,排量大、操作简单、管理方便、在防蜡方面有一定作用。
在有些高凝油、稠油情况下还需要加装一套原油稀释系统,由稀释管线向井下油层注入稀释液。
采油工程李颖川答案【篇一:(抽油井作业周期延缓与探讨)】抽油井作业周期延缓与探讨摘要:随着油田不断开发,尤其是以八面河油田北部油区油井普遍是一些斜井和部分水平井,近年来又步入开发的中后期,在油井长期生产过程中,都存在着管杆偏磨穿孔、腐蚀、断脱、出砂、套变、套破、套管挫断等多种因素,自然就造成油井维护作业频繁,生产周期缩短,导致成本投入增加。
针对这一普遍情况,就必须考虑怎样有效地解决并延缓维护井的实际作业周期,以此来提高油井的采收效率,从而达到节约控制成本的目的。
关键词:维护井作业周期延缓偏磨腐蚀一、概况抽油井失效作业一直是油田长期面临的问题,但是抽油井维护性作业大致可分为冲砂、检泵、加深或上提泵挂、换泵等几类。
引起作业的直接原因就是油管穿孔漏失或破裂、抽油杆断脱、结蜡、泵漏、泵卡、砂卡、活塞断脱、地层出砂覆盖油层,此外地层供应不足造成液面下降和液面长抽不降,以及油井管理不善等多种因素。
二、管杆问题的原因分析及治理效果一是油井产液量含水高,结蜡严重,油管和抽油杆腐蚀性大的因素影响,再者就是井斜度较大的井,偏磨和腐蚀等问题日益严重,自然就加快了油管杆的失效速度,虽然采取了一定的措施,在抽油杆上安装了注塑块与油管杆扶正器,由于动液面较深,泵挂也深,难免摆脱大负荷、高频率来回摆动偏磨,使注塑块和油管杆扶正器磨损失效,摩擦系数增大,管杆间润滑作用减少,这样就很快把油管给磨穿造成管漏,或抽油杆磨损过大和严重腐蚀后失去了本应承受负荷的能力导致被拉断。
再者就是在长时间生产中,含水低液量少的井,由于作业周期较长,在热洗井过程中化蜡不够彻底,使管杆结蜡日渐严重,导致抽油杆上下行阻力增大,流体在油管内流动的空间减小,抽油杆所受到的流体摩擦力增加,管杆间的摩擦临界压力降低,当管杆结蜡增加到一定程度时,拉力逐渐增大,抽油杆就被拉断。
二是管杆的质量问题。
在下井生产中重复使用的管杆本来就存在一定缺陷,虽然经过检验合格,但与新的相比较起来还是差距很大,如试压油管管壁的厚度完全不一样,大多受损程度也都不一样,还有经过翻新的修复抽油杆、检测杆,以及管杆的抗磨性、防腐性、抗拉强度都大打折扣,油井免修期缩短,检泵作业维护工作加大,甚至有的新油管本身就存在着钢材质量问题。
石油工程(采油、钻井)专业毕业论文参考选题一、有杆泵采油理论及技术1、提高有杆泵泵效方法2、提高有杆泵系统效率方法3、杆管偏磨机理研究与治理对策4、抽油机井的能耗分析及节能措施5、**油田抽油井系统效率现状分析二、无杆泵采油理论及技术1、电潜泵采油技术及生产系统优化技术2、电潜泵机组失效因素分析及对策措施3、电潜泵井非故障停机躺井原因及对策4、地面驱动螺杆泵采油技术及生产系统优化技术5、电动潜油螺杆泵技术研究6、水力射流(喷射)泵工艺的研究与应用三、注水及配套技术措施1、提高注水系统效率方法2、注水井管柱失效分析3、复杂断块油藏欠注层分类及治理对策4、高含水期精细注水技术研究5、油田污水处理6、分层注水工艺技术7、不稳定注水技术8、注水水质处理技术9、注水系统优化10、分层注水管柱设计四、稠油开采理论及技术1、稠油携砂冷采技术研究与应用2、电热杆采油技术3、空心杆掺水技术应用4、空心抽油杆热力采油工艺技术五、水平井采油工艺及配套技术研究1、水平井钻井技术2、水平井完井技术3、水平井防砂技术4、水平井射孔技术六、采气理论及配套工艺技术1、**气藏集气工程设计2、排水采气工艺技术研究七、防砂理论及技术1、防砂技术研究2、出砂规律及治理对策研究3、**井防砂工艺及配套技术八、压裂工艺及配套技术研究1、压裂方案设计2、压裂液体系3、支撑剂设计4、压裂效果评价九、酸化工艺及配套技术研究1、酸化方案设计2、酸液体系3、酸化效果评价十、生产管理1、分层采油管柱卡封可靠性研究2、油井防垢工艺技术3、油水井静压资料录取典型方法及资料分析4、酸化解堵技术研究及应用5、油田开发生产过程中的HSE管理6、**采油厂油井躺井现状及对策十一、调剖堵水工艺措施1、调剖堵水技术研究2、调剖堵水效果评价十二、开发方案及调整1、**开发单元存在的问题及治理对策2、**断块产能分析3、**断块的整体开发及认识4、低渗透油藏开发技术5、复杂断块油藏高含水期潜技术6、**油藏储层综合评价及分析7、特高含水期开发评价8、**区块注采调整方案及效果评价9、**油藏开发分析及认识10、**区块开发特征研究11、**区块剩余油分布规律及调整对策研究12、**区块产能自然递减控制技术13、**油田潜力分析及挖潜对策14、提高蒸汽驱开发效果研究15、**油藏动态分析16、**稠油油藏加密方式及注采参数优化17、**气藏产能评价18、**油藏数值模拟19、**油藏开发方式优化研究20、采油队油藏系统分析方法21、加强油藏动态跟踪分析提高注水开发效果22、**区块水驱动效果评价十三、提高采收率技术1、聚合物防窜技术研究与应用2、提高采收率技术及应用3、**油田储层敏感性试验研究4、**区块聚合物驱采油技术研究5、聚合物调驱技术的研究应用6、CO2驱提高采收率技术及应用十四、钻井工艺理论及技术1、套损机理研究2、欠平衡钻井技术应用及其发展3、钻井液完井液体系的研究4、定向井、水平井、井身轨迹控制5、**油田钻井液体系及处理剂应用现状6、水平井下部钻柱疲劳使命预测方法7、超高压PDC钻头冲蚀机理8、钻井特殊工艺井轨道设计9、固井完井工艺技术应用10、水力喷砂射孔技术11、大位移井钻井技术十五、作业工艺技术1、油水井套管修理工艺与研究2、打捞工艺技术分析3、QHSE作业管理体系4、冲砂转换装置的设计与应用5、套损治理技术应用6、水井作业卡管柱的原因及分析7、**井作业工艺设计十六、油气层保护技术1、作业过程中的油田保护技术2、钻井过程中的油田保护技术3、措施过程中的油层保护技术注意:(1)以上题目作为学生选题的参考,可选择作为论文题目,也可就自己感兴趣或平时关注的其他问题与指导教师交流另行选题,但选题应在专业范围之内。
第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 一、教学目的 了解抽油机的工作原理,对抽油杆有一定的认识,掌握抽油泵的工作原理。 二、教学重点、难点 教学重点: 1、抽油机的工作原理; 2、抽油泵的工作原理。 教学难点: 1、抽油泵上下冲程中载荷变化、凡尔开关等。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。 四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题: 1. 抽油装置. 2. 泵的工作原理. (一) 抽油装置 采油方法 自喷 人工举升 气举采油 深井泵采油 有杆泵采油 无杆泵采油 有杆泵采油的优点: 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 a、设备简单 b、结构牢固 c、性能可靠 d、管理经验比较完善 有杆泵采油的不足 a、设备笨重(10型,18T) b、仅适用于浅井、中深井 c、对特殊井(斜井、弯井、海口油井)有困难 d、对砂、蜡、盐、气、稠的适应性差 目前在人工举升中占绝对多数的还是游梁式有杆泵,因此,本章重点介绍游梁式有杆抽油。 通过前面的学习我们知道,任何油井的生产都可分为三个基本流动过程: ①从油层到井底的流动 渗流 向井流 ②从井底到井口的流动 井筒中的流动,涉及到采油方法的问题。 ③从井口到分离器的流动 对于自喷井,可分为四个基本流动过程,即增加原油到达井口后的嘴流。 有杆泵采油典型特点: 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体 有杆泵采油分类: (1) 常规有杆泵采油:抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。 (2) 地面驱动螺杆泵采油:井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。 常规有杆泵采油是目前我国应用最广泛的采油方式,我国机械采油井占总井数的90%以上,其中有杆泵占机采井的90%以上。全国产液量的60%、产油量的75%靠有杆抽油采出。 设 抽油机 备 抽油杆 组 抽油泵 成 其它附件 1、抽油机 有杆深井泵采油的主要地面设备,它将电能转化为机械能,将旋转运动转化成往复运动。 包括:游梁式抽油机和无游梁 式抽油机两种。 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 游梁式抽油机组成: 游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置。 工作原理: 工作时,动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴,带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。 游梁式抽油机分类: 后置式和前置式。
不同点: ①游梁和连杆的连接位置不同。 ②平衡方式不同—后置式多采用机械平衡;前置式多采用气动平衡。 ③运动规律不同—后置式上、下冲程的时间基本相等;前置式上冲程较下冲程慢。
新型抽油机:为了节能第三章 有杆泵采油
第一节 抽油装置及泵的工作原理 和加大冲程。 异相型游梁式抽油机 链条式抽油机 节能 异形游梁式抽油机 加大冲程 宽带传动抽油机 双驴头游梁式抽油机 液压抽油机
图3-4 异相型游梁式抽油机 第三章 有杆泵采油
第一节 抽油装置及泵的工作原理 图3-5 异形游梁式抽油机 图3-6 双驴头游梁式抽油机 第三章 有杆泵采油
第一节 抽油装置及泵的工作原理 图3-7 链条式抽油机 图3-8 KGJ5-3.6-7HZ宽皮带式抽油机 第三章 有杆泵采油
第一节 抽油装置及泵的工作原理 图3-9 液压增程抽油机 异相曲柄平衡抽油机,是近年来美国CMI公司利用计算机动态模
拟技术研究出的一种新的游梁式抽油机,它具有以下特点: ①上冲程曲柄转角(约192°)大于下冲程的曲柄转角(约168°),因此上冲程悬点运动较下冲程缓慢,相应地降低了上冲程悬点的加速度,从而降低了上冲程悬点的惯性载荷,提高了抽油机的承载能力。 ②曲柄中心线与平衡重力臂中心线之间设置了一特殊的相位角,它使曲柄轴上的平衡重扭矩与油井负荷(光杆)扭矩产生一个相位差,由此平衡后产生的曲柄轴净扭矩曲线较平缓,净据矩峰值降低,它改善了减速箱的工作条件,同时因抽油机减速箱输出扭矩与电机输出功率成正比,因此,它也降低了电机功率。据美国同类产品的资料报导,第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 这种新型异相曲柄平衡抽油机与普通常规式抽油机相比,可节省电机功率15-35%。 链条式抽油机的特点: ①冲程长,有利于稠油井开采; ②采用气动平衡,因而电机工作平衡且平衡效果好; ③钢丝绳使用寿命短,易造成断链条事故。 塔式单臂游梁增程抽油机: ①工作原理:电动机通过三角皮带带动减速器旋转,减速器带动曲柄作360°转动,从而使连杆拉动单臂游梁作上下往复运动,单臂游梁牵动钢丝绳,带动光杆作上下往复运动,从而达到抽油的目的。 ②性能特点:具有冲程长(如常规的2.5-3.5倍),效率高,能耗低,整体性能稳定可靠,换向平稳,动载小,结构简单耐用,维护工作量小等特点。可利用常规抽油机进行改造,达到增加冲程长度的目的。 轮系增距式抽油机: ①工作原理: 该机由电机驱动,经减速器减速后带动曲柄连杆机构,把减速器输出的旋转运动变成增矩滑车的往复直线运动。增距滑车通过一个死轮与平衡重小车相连接,带动平衡重小车沿导轮作上下长距离运动,平衡重小车通过天车轮及钢丝绳带动抽油杆作往复直线运动而完成抽油动作。 ②性能特点: 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 a、冲程长度调节方便,适应于深井、大排量抽油的需要; b、悬点运动规律近似简谐运动,变速加速度小,动载小,整机运转平衡; c、平衡效果好,节电; d、重量轻,占地面积小。 游梁式抽油机系列型号表示方法:
2、抽油泵:机械能转化为流体压能的设备。 一般要求: a.结构简单,强度高,质量好,连接部分密封可靠; b.制造材料耐磨和抗腐蚀性好,使用寿命长; c.规格类型能满足油井排液量的需要,适应性强; d.便于起下; e.结构上应考虑防砂、防气,并带有必要的辅助设备。 主要组成: 第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)。 分类: 按照抽油泵在油管上的固定方式可分为:管式泵和杆式泵。 管式泵:外筒和衬套在地面组装好接在油管下部先下入井内,然后投入固定阀,最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。 杆式泵:整个泵在地面组装好后接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内,由预先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上,检泵时不需要起油管。 管式泵特点:结构简单、成本低,排量大。但检泵时必须起出油管,修井工作量大,故适用于下泵深度不很大,产量较高的油井。 杆式泵特点:结构复杂,制造成本高,排量小,修井工作量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。 3、抽油杆:能量传递工具。
图3-11 抽油杆示意图 普通杆特点:结构简单、制造容易、成本低;直径小,有利于在油管第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 中运行。 玻璃钢杆特点:耐腐蚀、有利于延长寿命;重量轻、有利于降低抽油机悬点载荷和节约能量;弹性模量小,可实现超行程,有利于提高泵效。 空心杆特点:成本高,可用于热油循环和热电缆加热,也可通过空心通道向井内添加化学剂,适用于高含蜡、高凝固点的稠油井。 符号说明:CYG 25 / 120 C(B) CYG-抽油杆代号;25-抽油杆直径(mm);120-短抽油杆长度(mm);C-杆材强度代号(C-40号、45号钢正火处理;B-20CrMo钢调质处理) 常用的杆体直径有13mm、16mm、19mm、22mm、25mm和29mm。 新型抽油杆的发展: 为满足大泵强采、小泵深抽、稠油井、高含蜡井、腐蚀井和斜井采油的需要,以增加杆的承载、耐腐蚀、耐磨损,提高杆的使用可靠性与寿命,已开发出多种特殊抽油杆,如加高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、铝合金抽油杆、不锈钢抽油杆、喷涂保护处理抽油杆、空心抽油杆、连续抽油杆、钢丝绳抽油杆等。 (二)泵的工作原理 1、泵的抽汲过程 1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动,柱塞上的游动阀受管内液柱压力而第三章 有杆泵采油 第一节 抽油装置及泵的工作原理 关闭。 泵内压力降低,固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。 泵内吸入液体、井口排出液体。 泵吸入的条件: 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。 2)下冲程 柱塞下行,固定阀在重力作用下关闭。 泵内压力增加,当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时,游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部,使泵排出液体。 泵排出的条件: 泵内压力(排出压力)高于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。 光杆冲程:光杆从上死点到下死点的距离。 2、泵的理论排量