采油课程设.doc

1.设计任务 1.1有杆系统设计内容 （1）确定油井产量 （2）确定系统的工作参数 （3）计算各种载荷并确定各机械设备的类型与规格 1.2有杆系统设计原则 （1）符合油层及油井的工作条件 （2）充分发挥油层的生产能力 （3）设备利用率较高并且能满足 安全生产的需要 （4）有较高的系统效率和经济效益 1.3设计计算步骤 （1）确定油井产量或已知产量下的流压 （2）根据原始要求和条件（Q,H, ρf等）初选设备及工作参数 （3）对初选出的系统进行校核设计计算 （4）将核算结果与原始要求进行对比，如不满足，则需改变初选参数或初选设备，再进行核算，如此进行，知道满足要求为止。 2．基本数据 地层平均压力：Pr=18MPa； 原油饱和压力Pb=9MPa； 含水率：fw=60%； 油层中部深度H=1860m； 油管内径Dti=62mm（2.441in）； 原油相对密度：0.85； 地层水相对密度：1.02； 杆柱使用系数：SF=0.9； 试井产量：Qt=36m3/d， 产液指数J=4.0 m3/(d?MPa)； 设计产量（配产）Qx=40m3/d 井口套管生产压力：Pc=0.25MPa； 泵入口温度：80℃； GOR：40m3/m3（生产油气比） 标准状况下压力Psc=0.1Mpa 重力加速度g=9.8 声波在抽油杆中的速度：a=4980m/s 频率系数Fc=1.15 钢材的密度：7850kg/m3 3.主要设计计算的说明 3.1油井产能预测或流压的确定 1)确定井底流压（9Mpa） Qb=J(Pr-Pb)=4*(18-8.5)= 38m3/d Qomax=Qb+Qc=Qb+JPb/1.8=38+4*8.5/1.8=56.9m3/d 而Qt=36m3/d. 则0＜Qt＜Qb，此时产量与流压呈线性关系 则Qt下的井底流压可通过下式计算： Pwf=Pr-Qt/J=18-36/4=9MPa 2)确定沉没压力（2.537Mpa） 计算沉没压力公式如公式 8 以上公式计算沉没压力，β为未知数，可自己设定一个β值，取 β=0.65 得出：Ps=2.537Mpa 3)确定下泵深度（1178m） ρl=ρwfw+(1-fw)ρo ρl=1.02*0.6+0.4*0.85=0.952g/cm3 泵挂深度的公式为书中 =1860-106*(9-2.537-0.1)/(0.952*9.8*1000)=1177.98m LP————泵挂深度，m； Hm————油层中部深度m； Pc————套压，MPa； ————混合液密度Kg/cm3 g————重力加速度m/s2 3.2初选抽汲参数 1、泵效 （1）泵效ηp采用如下公式计算： ηp=1-0.4(Lp/(Lp+300))2 =1-0.4*(1177.98/(1177.98+300))2=0.746 Qt（PD，泵的理论排量）=Qx/ηp=36/0.746=48.26m3/d Qx————油井实际产量，m3/d s*n=Qt/(1.131×10-3Dp2) n———— 冲次，1/min； Dp————泵径，mm。 将Qt 带入：s*n=48.26/(1.131×10-3Dp2) 由于s、n、Dp都是未知的，应采用不同的泵径Dp来确定S、N的组合，由于油管内径Dti=62mm，因而泵径Dp不应大于油管内径。 则可供选择的泵径为：38.1mm，44.45mm，57.15mm 则有： Dp=38.1mm时，s*n=29.40 Dp=44.45mm时，s*n=21.60 Dp=57.15mm时，s*n=13.06（舍去） 原则上：s*n=20-50m/min，则：1、2符合要求，选用Dp=38.1mm和Dp=44.45mm的泵径 （2）：柱塞长度选用1.2m，防冲距0.8m。 （3）：根据不同的泵径，选择不同的s、n组合。 ①Dp=38.1 ，s*n=29.40时，则有： n 6 8 9 12 s 4.9 3.675 3.267 2.45 ②Dp=44.45 ，s*n=29.40时，则有： n 6 8 9 12 s 3.599 2.7 2.4 1.7997 3.3初选抽油杆柱 抽油杆的设计主要包括确定抽油杆住的长度、直径、组合及材料。下泵深度确定后，抽油杆住的长度也就确定了。 (1)、Dp=38.1mm,s*n=29.40时 Fo=103*Dp2*Lp*γl*g*π/4=103*38.12*1177.98*9.8*3.14/4=13.161 Fo————作用在整个活塞截面积上的液柱载荷，即上下冲程中静液柱载荷之差，KN； γl————液体