抽油桿課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、東 北 石 油 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì)課 程石油工程課程設(shè)計(jì)題 目抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)院 系石油工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)石油工程學(xué)生姓名喵喵大人學(xué)生學(xué)號(hào)11020450556指導(dǎo)教師李 銘 曲國(guó)輝2014年 07月 18 日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程 石油工程課程設(shè)計(jì)題目 抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè) 石油工程 姓名 喵喵大人 學(xué)號(hào) 11045140506565主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等1. 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，完成抽油井系統(tǒng)從油層到地面的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終選出抽油泵、抽油桿、抽油機(jī)。 計(jì)算出油井溫度分布； 通過(guò)回歸分析確定原油粘溫關(guān)系表達(dá)式； 確定井底流壓； 確定

2、出油井的合理下泵深度； 確定合適的沖程、沖次； 選擇合適的抽油泵； 確定抽油桿直徑及組合； 計(jì)算出懸點(diǎn)的最大、最小載荷； 選出合適的抽油機(jī)； 編制實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容的計(jì)算機(jī)程序程序。2. 設(shè)計(jì)基本要求：要求學(xué)生選擇一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，最終以設(shè)計(jì)報(bào)告的形式完成本專題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)報(bào)告的具體內(nèi)容如下： 概述； 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 基本理論； 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序； 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析； 結(jié)束語(yǔ)； 參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)報(bào)告采用統(tǒng)一格式打印，要求圖表清晰、語(yǔ)言流暢、書(shū)寫(xiě)規(guī)范，論據(jù)充分、說(shuō)服力強(qiáng)，達(dá)到工程設(shè)計(jì)的基本要求。3. 主要參考資料：陳濤平等， 石油工程（第二版），石油工業(yè)出版社，2011蔣加

3、伏，張林峰主編 visual basic程序設(shè)計(jì)教程，北京郵電大學(xué)出版社，2009完成期限 2014.06.30 2014.07.18 指導(dǎo)教師 旗木卡卡西 專業(yè)負(fù)責(zé)人 張繼紅 2014年 07 月 18 日目 錄第1章 概述11.1 設(shè)計(jì)的目的意義11.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1第2章 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)22.1 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)22.2 原油粘度溫度關(guān)系數(shù)據(jù)22.3 抽油桿基本參數(shù)32.4抽油機(jī)基本參數(shù)3第3章 基礎(chǔ)理論63.1井溫分布計(jì)算63.2原油粘溫關(guān)系73.3井底流壓73.4 泵吸入口壓力83.5 下泵深度93.6 確定沖程和沖次93.7 確定泵徑93.8 懸點(diǎn)載荷計(jì)算及抽油桿強(qiáng)度校核方法11

4、3.9 確定抽油桿直徑及組合123.10計(jì)算與校核載荷133.11計(jì)算與校核扭矩133.12計(jì)算需要的電機(jī)功率14第4章 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序154.1 設(shè)計(jì)框圖154.2 計(jì)算機(jī)程序15第5章 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析185.1 井溫分布185.2 原油粘溫關(guān)系185.3 井底流壓195.4泵吸入口壓力205.5 下泵深度205.6 沖程和沖次205.7 選擇抽油泵215.8 抽油桿直徑及組合215.9 懸點(diǎn)最大和最小載荷；215.10 計(jì)算并校核減速箱扭矩215.11 計(jì)算電機(jī)功率并選擇電機(jī)225.12 選擇出合適的抽油機(jī)225.13 程序運(yùn)行界面22結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24附錄1:25附錄227

5、石油工程抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告第1章 概述1.1 設(shè)計(jì)的目的意義通過(guò)自選一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地完成并提交整個(gè)抽油井系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，從而掌握抽油井系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的選擇設(shè)計(jì)方法，將理論知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問(wèn)題中去，從而通過(guò)該專題設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的運(yùn)用能力，掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)的綜合能力，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用技能，以及解決實(shí)際問(wèn)題的工程應(yīng)用能力(1) 鞏固已學(xué)的專業(yè)知識(shí)、程序設(shè)計(jì)知識(shí)；(2) 掌握一種工程設(shè)計(jì)方法,即抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；(3) 提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力：基本理論（數(shù)學(xué)模型）程序代碼； (4) 為今年畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備：專業(yè)課、畢業(yè)設(shè)計(jì)之間的橋梁。1.2 設(shè)計(jì)的

6、主要內(nèi)容根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，通過(guò)編程，完成抽油井系統(tǒng)從油層到地面的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終選出三抽設(shè)備抽油泵、抽油桿、抽油機(jī)。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：(1) 計(jì)算出油井溫度分布；(2) 通過(guò)回歸分析確定原油粘溫關(guān)系表達(dá)式；(3) 確定井底流壓；(4) 確定出油井的合理下泵深度；(5) 確定合適的沖程、沖次；(6) 選擇合適的抽油泵；(7) 確定抽油桿直徑及組合；(8) 計(jì)算出懸點(diǎn)的最大、最小載荷；(9) 選出合適的抽油機(jī)；(10) 編制實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容的計(jì)算機(jī)程序程序。第2章 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)抽油井系統(tǒng)桿柱設(shè)計(jì)所必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、原油粘溫關(guān)系數(shù)據(jù)、抽油機(jī)型參數(shù)、抽油桿參數(shù)、抽

7、油泵參數(shù)。其中, 抽油機(jī)型、抽油泵這三方面的參數(shù)、抽油桿參數(shù)、抽油泵參數(shù)。其中,抽油機(jī)型、抽油桿、抽油泵這三方面的參數(shù)均可由采油技術(shù)手冊(cè)（修訂本四）查得。2.1 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)是進(jìn)行抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本條件,它包括油井井身結(jié)構(gòu)、油層物性、流體（油、氣、水）物性、油井條件，傳熱性質(zhì)以及與油井產(chǎn)能有關(guān)的試井參數(shù)等，詳見(jiàn)表2-1。表2-1 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)井 號(hào) cy0070 油層深度(m) 1845油管內(nèi)徑(mm) 88.9 套管直徑(mm) 190 地溫梯度(/100m) 3.18 井底溫度() 91.8地層壓力(mpa) 11.90 飽和壓力(mpa) 9.63 傳熱系數(shù)

8、(w/m) 2.73試井產(chǎn)液(m3/d) 23.1試井流壓(mpa) 5.88 體積含水率(%) 44.5 原油密度(kg/m3) 901.45 地層水密度(kg/m3) 1000 原油比熱(j/kg) 2254.2地層水比熱(j/kg) 4432.83 設(shè)計(jì)沉沒(méi)度(m) 213.95設(shè)計(jì)排量(m3/d) 24.62.2 原油粘度溫度關(guān)系數(shù)據(jù)原油粘度是影響摩擦載荷的主要因素，因此原油粘度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度是影響設(shè)計(jì)結(jié)果合理性的重要參數(shù)。原油粘度隨溫度變化非常敏感，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)原油粘溫關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，可以得到原油粘度隨溫度變化的關(guān)系式。這樣，不僅可以提高抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確度，而且還易于實(shí)

9、現(xiàn)設(shè)計(jì)的程序化。現(xiàn)場(chǎng)可以提供的原油粘溫關(guān)系數(shù)據(jù)，如表2-2所示。表2-2 原油粘溫關(guān)系數(shù)據(jù)原油溫度() 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85粘度(mpa.s) 3292517888 10364 6326040310 26630 18140 12690 90800 663002.3 抽油桿基本參數(shù)表2-3 抽油桿基本參數(shù)許用應(yīng)力(n/mm2) 桿直徑(mm) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 90 16 19 22 25 29100 16 19 22 25 29120 16 19 22 25 29150 16 19 22 25 29180 16 19 22 25 292.4抽油

10、機(jī)基本參數(shù)抽油機(jī)參數(shù)是指常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的型號(hào)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、可以提供的沖程沖次大小。目前已有93種不同型號(hào)的常規(guī)型抽油機(jī)，其型號(hào)意義如下：不同型號(hào)抽油機(jī)的參數(shù)可見(jiàn)采油技術(shù)手冊(cè)（修訂本四）。這里，以寶雞產(chǎn)cyj10-3-48hb型抽油機(jī)為例，其有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2-4。表 2-4 抽油機(jī)參數(shù)游梁前臂(mm)游梁后臂(mm)連桿長(zhǎng)度(mm)曲柄 半徑/沖程(mm/m)沖次(1/min)300020003330570/1.80,745/2.40,895/36.0, 9.0, 12.0另外，由抽油機(jī)型號(hào)cyj10-3-48hb，根據(jù)型號(hào)意義可直接得出：許用載荷pmax=100 kn；許用扭矩mmax=48

11、kn表2-5 抽油機(jī)型號(hào)及參數(shù)序號(hào) 抽油機(jī)型號(hào) 生產(chǎn)廠家 最大載荷(kn) 最大扭矩 游梁前臂(mm) 游梁后臂(mm) 連桿長(zhǎng)度(mm) 曲柄半徑/沖程(mm/m) 沖次(1/min) 5 5-1.8-13hf 玉門 50 13 2100 1780 2100 380/0.90,500/1.20, 620/1.50,740/1.80 6,9,1210 5-2.7-26hb 大安 50 26 3210 2100 2137 380/1.10,500/1.50,620/1.90, 740/2.30,860/2.70 6,9,1216 6-2.5-26hb 江漢 60 26 2500 2400 320

12、0 670/1.80,990/2.20,1150/2.50 6,9,1220 8-3-48b 三機(jī) 80 48 3000 2500 3200 858/2.10,1013/2.50,1200/3 6,9,1226 8-3-53hb 大安 80 53 3450 2580 3160 670/1.80,810/2.20, 950/2.60,1090/3 6,9,1235 10-3-48hb 寶雞 100 48 3000 2000 3330 570/1.80,745/2.40,895/3 6,9,1237 10-3-53hb 三機(jī) 100 53 3000 2500 3200 858/2.10,1013/

13、2.50,1200/3 6,9,1247 y10-3-53hb 大安 100 53 3450 2580 3380 640/1.80,765/2.20, 890/2.60,1015/3 6,9,1253 y10-3-53hb 蘭通 100 53 3000 2200 3200 755/2.10,885/2.50,1045/3 6,9,1259 11-2.1-26b 寶雞 110 26 2820 2820 3026 780/1.58,922/1.88,1064/2.18 6,8,1261 q12-3.6-53b 寶雞 120 53 7925 6553 4295 1074/2.85,1227/3.25

14、,1380/3.66 8,1269 y12-4.8-73hb 二機(jī) 120 73 4800 2840 4200 800/2.80,1060/3.80,1209/4.80 6,8,1078 y12-5-74hb 大安 120 74 5600 4000 4640 1000/3,1200/3.60, 1400/4.30,1600/5 3,4,683 y14-4.8-73hb 江漢 140 73 4800 3048 3770 990/3.60,1100/4.20,1200/4.80 6,8,1087 q14-5-73hq 煙采 140 73 7150 3100 5780 970/4,1060/5 4,

15、5,694 16-30 大安 160 300 1200 800 2100 600/2,700/2.50,800/3 6,9,12第3章 基礎(chǔ)理論抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是根據(jù)油井條件，選擇合適的抽油設(shè)備（抽油泵、抽油桿、抽油機(jī)及減速箱和電動(dòng)機(jī)），油井產(chǎn)量和下泵深度是選擇抽油設(shè)備的基本依據(jù)，而油井產(chǎn)能和下泵深度決定于油井產(chǎn)能。因此要對(duì)抽油井進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)將油層到地面看作統(tǒng)一的整體來(lái)進(jìn)行。3.1井溫分布計(jì)算由地面到油層溫度是按地溫梯度逐漸增加的。所謂地溫梯度，即深度每增加100米地層溫度的升高值。而在井筒中，由于地層流體不斷地向上流動(dòng)，地層流體便作為熱載體將熱量不斷地?cái)y帶上來(lái)，通過(guò)套管、水泥環(huán)向地層

16、傳導(dǎo)。因此，井溫總是比地溫要高。原油粘度對(duì)溫度的變化非常敏感，表現(xiàn)為升溫降粘特性。原油越稠，原油隨井溫變化越顯著。稀油井，原油粘度很小，摩擦載荷很小，用地溫代替井溫對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果影響不大；而稠油井，由于摩擦載荷很大，不能用地溫代替井溫，因此井溫分布計(jì)算對(duì)抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要。地溫的計(jì)算公式為：（3-1）井筒能量方程為：（3-2）式中： 油管中距井底l位置處原油溫度，；k1 總傳熱系數(shù)，w/(m) ； 井底原油溫度，；m 地層溫度梯度，/m； 內(nèi)熱源，w/m 。在同一口井中，地溫梯度m和井底溫度都是不變的，傳熱系數(shù)k1則受地層物性和地層熱阻、油管環(huán)形空間介質(zhì)及其物性和油井的產(chǎn)量等多種因素的影響，而

17、產(chǎn)量對(duì)k1的影響較小。故在一定的地層條件及井筒狀況下，也可近似地認(rèn)為k1為一常數(shù)。這樣，整個(gè)井筒的溫度分布就只受與油井產(chǎn)量有關(guān)的水當(dāng)量w和距井底的距離l的影響。水當(dāng)量w可如下計(jì)算：（3-3）式中： 地層油的質(zhì)量流量，kg/s； 地層水的質(zhì)量流量，kg/s； 地層油的比熱，j/（kg）； 地層水的比熱，j/（kg）；將已知數(shù)據(jù)代入方程，可計(jì)算出任意深度所對(duì)應(yīng)的油井溫度，由此溫度便可以計(jì)算出處于該深度處原油的粘度，從而可以進(jìn)一步計(jì)算摩擦載荷、選擇抽油設(shè)備。根據(jù)上式可以計(jì)算出任一深度處的井溫和地溫值，然后繪制出井溫地溫分布曲線。 3.2原油粘溫關(guān)系將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)原油粘溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)回歸分析，發(fā)現(xiàn)原油粘度隨溫

18、度的變化服從指數(shù)規(guī)律，可用下式表達(dá)：（3-4）式中： 原油的動(dòng)力粘度，mpas； 原油的溫度，；系數(shù)常數(shù)；溫度指數(shù)。對(duì)于不同區(qū)塊原油，、的取值不同。3.3井底流壓所謂油井產(chǎn)能，是指油井的生產(chǎn)能力，常用采油指數(shù)來(lái)衡量。采油指數(shù)是指油井產(chǎn)量隨流壓的變化率，用公式表示為：（3-5）采油指數(shù)大小，反映了油層物性、流體參數(shù)、泄油面積以及完井條件對(duì)油井產(chǎn)量的綜合影響。（1） 對(duì)于單相滲流（pwfpb），由于各參數(shù)隨壓力變化很小，可忽略這種變化，流入動(dòng)態(tài)曲線則呈現(xiàn)線性關(guān)系，即： （3-6）（2） 對(duì)于兩相滲流（），流入動(dòng)態(tài)曲線則呈非線性關(guān)系，可由沃格爾方程來(lái)描述，即： （3-7）（3) 對(duì)于單相與兩相組合型

19、（），則流入動(dòng)態(tài)方程為一分段函數(shù)，可由如下一組方程表達(dá)：（3-8） （3-9）（3-10）（3-11）其中是通過(guò)試油來(lái)確定的： 若pwfpb,則（3-12） 若pwf h時(shí)，則令h1= h，該段的長(zhǎng)度應(yīng)為：（3-31）(5) 該計(jì)算段的平均高度為，計(jì)算該點(diǎn)的溫度和混合物的粘度。(6) 分別計(jì)算該計(jì)算段的最大載荷pmax與最小載荷pmin。(7) 分別計(jì)算累積最大和最小載荷：,（3-32）(8) 計(jì)算抽油桿的折算應(yīng)力c，進(jìn)行該段抽油桿強(qiáng)度校核；(9) 如不滿足強(qiáng)度要求，則換次一級(jí)抽油桿直徑，返回到步驟(2)重新計(jì)算；(10) 如滿足強(qiáng)度要求，則以 h1作為下一計(jì)算段的起點(diǎn)h0，進(jìn)行下一段計(jì)算；(

20、11) 當(dāng)h0 = h時(shí)則結(jié)束，否則返回到步驟(3)繼續(xù)計(jì)算，直到h0 = h為止；(12) 校核液柱載荷。如果計(jì)算值與假設(shè)值的誤差達(dá)到精度要求，則計(jì)算結(jié)束,如果未達(dá)到精度要求，則以計(jì)算值作為新的假設(shè)值，重新計(jì)算。3.10計(jì)算與校核載荷在進(jìn)行抽油桿直徑及組合確定計(jì)算結(jié)束時(shí)，便可得到懸點(diǎn)的最大載荷和最小載荷。再和該抽油機(jī)的許用載荷 pmax 比較，看是否滿足載荷要求。3.11計(jì)算與校核扭矩曲柄軸處的最大扭矩可采用如下公式計(jì)算：（3-33）（3-34）（3-35）式中：mmax 曲柄軸最大扭矩，knm；s 光桿沖程，m；pmax 懸點(diǎn)最大載荷，n；pmin 懸點(diǎn)最小載荷，n。三個(gè)公式分別計(jì)算出最大

21、扭矩，取三個(gè)值中的最大值，若最大扭矩小于所選抽油機(jī)的許用扭矩則滿足校核要求。3.12計(jì)算需要的電機(jī)功率電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率可如下計(jì)算：（3-36）式中：nmax 電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率，kw；mmax 曲柄軸最大扭矩，knm；s 光桿沖程，m；沖次，1/min：傳動(dòng)效率，取0.9。第4章 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序新投產(chǎn)或轉(zhuǎn)抽的油井，需要合理的選擇抽油設(shè)備。油井投產(chǎn)后，還必須檢驗(yàn)設(shè)計(jì)效果。當(dāng)設(shè)備的工作狀況和油層工作狀況發(fā)生變化時(shí)，還需要對(duì)原有的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行有桿泵采油井的系統(tǒng)選擇設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則是：符合油井及油層的工作條件、充分發(fā)揮油層的生產(chǎn)能力、設(shè)備利用率較高、有較長(zhǎng)的免修期，以及有較高的系

22、統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。這些設(shè)備相互之間不是孤立的，而是作為整個(gè)有桿泵抽油系統(tǒng)相互聯(lián)系和制約的。因此，應(yīng)將有桿泵系統(tǒng)從油層到地面，作為統(tǒng)一的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，其步驟如下：（1）根據(jù)油井產(chǎn)能跟設(shè)計(jì)排量確定井底流壓；（2）根據(jù)油井條件確定沉沒(méi)度、沉沒(méi)壓力；（3）應(yīng)用多相垂直管流理論或相關(guān)式確定下泵高度和下泵深度；（4）根據(jù)油井條件和設(shè)備性能確定沖程和沖次；（5）根據(jù)設(shè)計(jì)排量、沖程和沖次，以及油井條件選擇抽油泵；（6）選擇抽油桿，確定抽油桿柱的組合；（7）選擇抽油機(jī)、減速箱、電動(dòng)機(jī)及其他輔助設(shè)備。4.1 設(shè)計(jì)框圖(1) 抽油機(jī)井系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖抽油機(jī)井系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框圖如圖4-1。(2) 抽油桿柱設(shè)計(jì)框圖抽油桿

23、柱設(shè)計(jì)框圖如圖4-2。4.2 計(jì)算機(jī)程序計(jì)算機(jī)程序見(jiàn)附錄2圖 4-1 抽油機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算溫度場(chǎng)分布確定井底流壓確定沉沒(méi)度、沉沒(méi)壓力確定泵徑確定下泵深度初選抽油機(jī)、確定沖程沖次選擇抽油桿及組合校核抽油機(jī)校核減速箱扭矩校核電機(jī)功率打印結(jié)果yn結(jié)束圖4-2 抽油桿柱設(shè)計(jì)框圖假設(shè)wl0h0=hp,h1=0給dr()賦值pmax= wl0+上沖程常量pmin=下沖程常量給定hj=0l(j)=0dr= dr(j)h0+hhh=h- h0l(j)=0dr= dr(j)h1= h0+h= h0+h/2j= j+1計(jì)算dpmax=dwr+diru+dfudpmin=dwr-dird-dfdpma

24、x= pmax+dpmaxpmin= pmin+dpminpmax= pmaxdpmaxpmin= pmindpminl(j)= h1 h0hnh0= h1h1h計(jì)算wlnwl0=（wl0+ wl）/2（wlwl0）nyyyynyy進(jìn)行下步計(jì)算第5章 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析5.1 井溫分布該井的井溫度分布如圖5-1所示。由圖可知：對(duì)于1845m井深，井底溫度為91.8時(shí)，井口溫度為44.67。而按地溫計(jì)算，井口溫度則為31.09。井口處的井溫大于地溫13.58，因此地溫代替井溫，將會(huì)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的誤差。如圖所示，也可見(jiàn)兩條曲線相距一定距離，故地溫與井溫有硬頂差距。圖5-1 井溫曲線5.2 原

25、油粘溫關(guān)系原油粘溫關(guān)系附合：經(jīng)確定，=12.845,=5.1804。原油粘溫關(guān)系曲線如圖5-2所示。由圖象可知，原油的粘度是隨溫度的升高而下降，表現(xiàn)為升溫降粘的特性，而且原油的粘度越高，其隨溫度升高而下降的幅度就越來(lái)越大。從粘溫關(guān)系曲線可以看出，井筒中任一點(diǎn)處的溫度都不相同，將使原油及混合物的粘度變化很大，從而使得各段桿柱的摩擦載荷大不相同。為了使抽油桿柱設(shè)計(jì)結(jié)果更加符合實(shí)際，應(yīng)充分考慮井液粘度的變化情況。圖5-2 原油粘溫關(guān)系5.3 井底流壓根據(jù)已知數(shù)據(jù)：地層壓力=11.09 (mpa) 飽和壓力pb=9.63 (mpa) 試井流壓pwftest=5.88(mpa)試井產(chǎn)液=23.1(m3/

26、d)將已知數(shù)據(jù)代人采油指數(shù)公式得：= 4.82 (m3/(dmpa)=4.82(11.09-9.63)=7.04 m3/d=25.79 m3/d設(shè)計(jì)排量qoqb由：可得：pwf = 4.97(mpa)由上式還可以算出各產(chǎn)量下所對(duì)應(yīng)的井底流壓（數(shù)據(jù)見(jiàn)運(yùn)行結(jié)果），從而繪制ipr曲線如圖3-1所示圖5-3 ipr曲線5.4泵吸入口壓力代入已知數(shù)據(jù)，得=945.47 m3/d。再根據(jù)沉沒(méi)度hs =213.95 m，可求得泵吸入口壓力 =1.982 mpa。5.5 下泵深度這里采用單相估算法。 自油層中部到泵吸入口之間的壓差為2.988 mpa，根據(jù)靜液柱估算,該壓差對(duì)應(yīng)的高度為322.48 m。因此，

27、下泵深度則為： m5.6 沖程和沖次因?yàn)樗O(shè)計(jì)的抽油井系統(tǒng)為稠油井，因此需要選擇大沖程、低沖次的抽油機(jī)型作為程序設(shè)計(jì)所用來(lái)確定抽油泵徑。因此經(jīng)確定：s=3 mn=6 1/min5.7 選擇抽油泵由油井條件試選擇泵徑為44 mm的桿式抽油泵。泵型取決于油井條件，在1000 m以內(nèi)的油井，含砂量小于0.2%，油井結(jié)蠟較嚴(yán)重或油較稠，應(yīng)采用管式泵；產(chǎn)量較小的中深或深井，可采用桿式泵。本次設(shè)計(jì)中選用的是管式泵。5.8 抽油桿直徑及組合由cy0070井號(hào)運(yùn)行程序可確定的抽油桿直徑及組合如下表項(xiàng)目二級(jí)桿三級(jí)桿四級(jí)桿五級(jí)桿直徑,mm19.0022.0025.0029.00長(zhǎng)度,m7204802401475.

28、9 懸點(diǎn)最大和最小載荷；計(jì)算的懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷分別為：=121.33 kn = 49.63kn計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)，抽油桿柱與液柱之間的摩擦發(fā)生在下沖程，其摩擦力的方向向上，是稠油井內(nèi)抽油桿柱下行遇阻的主要原因。并且在高粘度大產(chǎn)量油井內(nèi)，液體通過(guò)游動(dòng)閥產(chǎn)生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主要原因，對(duì)懸點(diǎn)載荷也會(huì)造成不可忽略的影響。5.10 計(jì)算并校核減速箱扭矩曲柄軸處的最大扭矩可采用如下任一公式計(jì)算：；用第一個(gè)公式計(jì)算得：mmax = 33.67 knm1.2mmax =40.40 knm由于該抽油機(jī)的許用扭矩為mmax=48 knm ，故mmax1.2mmax，因此滿足扭矩要求。隨著井溫的增大，最大載荷減小，最小載荷增加 ，扭矩增加。5.11 計(jì)算電機(jī)功率并選擇電機(jī)電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率可如下計(jì)算：由程序計(jì)算得電機(jī)最大功率為nmax = 23.51 kw 實(shí)際選擇時(shí)應(yīng)選擇功率稍大于計(jì)算值的電機(jī)。5.12 選擇出合適的抽油機(jī)由計(jì)算出的最大扭矩以及最大載荷查抽油機(jī)基本參數(shù)表，選擇寶雞10-3-48hb型抽油機(jī)較為合適。5.13 程序運(yùn)行界面課程設(shè)計(jì)程序運(yùn)行界面：見(jiàn)附錄1.