采油工程課程設(shè)計(jì)

1、.采油工程課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)姓名：孔令偉學(xué)號(hào)： 201301509287頁腳中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院2014 年 10月 30 日1一、給定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：3二、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟42.1油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算42.2 井筒多相流的計(jì)算62.3 懸點(diǎn)載荷和抽油桿柱設(shè)計(jì)計(jì)算142.4 抽油機(jī)校核192.5 泵效計(jì)算192.6 舉升效率計(jì)算22三、設(shè)計(jì)計(jì)算總結(jié)果25四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)272一、給定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：井深： 2000+87 ×10=2870m套管內(nèi)徑： 0.124m油層靜壓： 2870/100 ×1.2 =34.44MPa油層溫度： 90 恒溫層溫度： 16地面脫氣油粘度： 3

2、0mPa.s油相對(duì)密度： 0.84氣相對(duì)密度： 0.76水相對(duì)密度： 1.0油飽和壓力： 10MPa含水率： 0.4套壓： 0.5MPa油壓： 1 MPa生產(chǎn)氣油比： 50m3/m3原產(chǎn)液量 (測(cè)試點(diǎn) )：30t/d原井底流壓 (測(cè)試點(diǎn) )：16.35Mpa抽油機(jī)型號(hào)： CYJ10353HB電機(jī)額定功率： 37kw配產(chǎn)量： 50t/d泵徑： 56mm沖程： 3m3沖次： 6rpm柱塞與襯套徑向間隙 :0.3mm沉沒壓力： 3MPa二、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟2.1油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算油井流入動(dòng)態(tài)是指油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系，它反映了油藏向該井供油的能力。從單井來講， IPR 曲線表示了油層工作特性。因而，

3、它既是確定油井合理工作方式的依據(jù)， 也是分析油井動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算采用 Petro bras 方法 Petro bras 方法計(jì)算綜合 IPR 曲線的實(shí)質(zhì)是按含水率取純油IPR 曲線和水 IPR 曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算采液指數(shù)時(shí)，是按產(chǎn)量加權(quán)平均 ;預(yù)測(cè)產(chǎn)量時(shí) ,按流壓加權(quán)平均。(1) 采液指數(shù)計(jì)算已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)：Pwftest 、 qtxest 和飽和壓力 Pb 及油藏壓力 P 。qtxwst因?yàn)?PwftestPb ， j1 = P Pwfest =30/(34.44-12)= 1.3/( d.Mpa)(2) 某一產(chǎn)量 qt 下的流壓 Pwfqb =j( P

4、1Pb )=1.4 x （ 34.44-10 ）=34.22t/djPbqo m zx = qb + 1.8 =34.44+1.4*10/1.8=42.22t/dqomzx -油 IPR 曲線的最大產(chǎn)油量。qtqb 時(shí)，令 q t1 =10 t/d ，則 p wf 1 =P1當(dāng) 0 q tj =15.754 Mpa4同理， qqt 2t 3=20 t/d ， P wf 2 =13.877 Mpa=30 t/d ， P wf 3 =12.0 Mpa當(dāng) q bq tqomzx 時(shí)，令 q t 4=50 t/d, 則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo)得：w (P1qt)8180(qtqb)Pwf 4 =fj+0

5、.125(1-f w )P b -1+qomzxqb=8.166Mpa同理 q t 5 =60t/d ， Pwf 5 =5.860 Mpa當(dāng) q omzxtpwf f w ( p1qomzx )(qtqomzx )(8 f w 9)q時(shí)，JJ令 q t 6 =71t/d ， Pwf 6 =2.233 Mpa綜上，井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系列表如下：Pwf/Mpa15.74713.87312.010.08.1665.8602.233Q/(t/d)10203040.653506071得到油井的流入動(dòng)態(tài)曲線如下圖：IPR 曲線20)15apM(10fwP500102030405060708090Q（t/d

6、 ）圖 1油井 IPR曲線52.2井筒多相流的計(jì)算井筒多相流壓力梯度方程井筒多相管流的壓力梯度包括：因舉高液體而克服重力所需的壓力勢(shì)能、流體因加速而增加的動(dòng)能和流體沿管路的摩阻損失，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：dpdvmvm2dh m gsin+ m v m dhf m m /d* 2式中 m 為多相混合物的密度;v m 為多相混合物的流速 ;f m 為多相混合物流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力系數(shù) ;d 為管徑 ;p為壓力 ;h 為深度 ;g 為重力加速度 ; 為井斜角的余角。井筒多相管流計(jì)算包括兩部分： （1）由井底向上計(jì)算至泵入口處；（2）油管內(nèi)由井口向下計(jì)算至泵出口處。1）由井底向上計(jì)算至泵入口處，計(jì)算下泵深度

7、 Lp。采用深度增量迭代方法，首先估算迭代深度。 在本設(shè)計(jì)中為了減小工作量，采用只迭代一次的方法。 計(jì)算井筒多相管流時(shí)，首先計(jì)算井筒溫度場、流體物性參數(shù)，然后利用Orkiszewski方法判斷流型，進(jìn)行壓力梯度計(jì)算，最后計(jì)算出深度增量和下泵深度Lp。按深度增量迭代的步驟 :井底流壓12Mpa ，假設(shè)壓力降為0.2 Mpa ；估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的深度增量h =40m ，即深度為 1960m 。由井溫關(guān)系式可以計(jì)算得到該處的井溫為： 89.96 。平均的壓力和溫度： T =（ 90+89.96 ）/2=89.98 。平均壓力 P =11.9 Mpa 。由平均壓力和平均溫度計(jì)算的得到流體的物性參數(shù)為：溶解

8、油氣比R S =71.31 ；原油體積系數(shù)B 0 =1.25原油密度P 0 =739.00 ； 油水混合液的密度P z64O4=843.40 ； 死油粘度 od =6.537*10=3.318*10 ； 活油粘度水44的粘度 w =3.263*10；液體的粘度 = 3.296*10；天然氣的壓縮因子Z=0.9567 ； 天然氣的密度g90.70。以上單位均是標(biāo)準(zhǔn)單位。由以上的流體物性參數(shù)判斷流型：不同流動(dòng)型態(tài)下的 m 和 f 的計(jì)算方法不同，為此，計(jì)算中首先要判斷流動(dòng)形態(tài)。該方法的四種流動(dòng)型態(tài)的劃分界限如表 1 所示。表 1 流型界限流動(dòng)型態(tài)界限泡流qgLBqt段 塞 流qgLB ,vg LS

9、qt過 渡 流LvLMgS霧流vgLM其中LB=1.071-0.7277n t2 / D且LB>0.13（如果LB<0.13，則取LB=0.13）；qgLS=50+36vgq；tqg0.75LMvgqt=75+84（）。由計(jì)算得到，由于該段的壓力大于飽和壓力的值， 所以該段的流型為純液流。dP計(jì) 算 該 段 的 壓 力 梯 度dh。 由 壓 力 梯 度 的 計(jì) 算 公 式 ：dP f dh g mdhmvmdvmm =843.40；f= 計(jì)算對(duì)應(yīng)于計(jì)P 的該段管長 (深度差 ) h 。7將第步計(jì)算得的h計(jì) 與第步估計(jì)的h 進(jìn)行比較，兩者之差超過允許范圍，則以新的h 作為估算值，重復(fù)

10、的計(jì)算，使計(jì)算的與估計(jì)的h 之差在允許范圍內(nèi)為止。該過程之中只迭代一次。2）由井口向下計(jì)算至泵出口處，計(jì)算泵排出口壓力PZ。采用壓力增量迭代方法，首先估算迭代壓力。同樣為了減小工作量，也采用只迭代一次的方法。計(jì)算井筒多相管流時(shí)， 首先計(jì)算井筒溫度場、 流體物性參數(shù)，然后利用 Orkiszewski方法判斷流型，進(jìn)行壓力梯度計(jì)算，最后計(jì)算出壓力增量和泵排出口壓力PZ。按壓力增量迭代的步驟已知任一點(diǎn) (井底或井口 )的壓力 P0 ， 選取合適的深度間隔h (可將管 L 等分為 n 段 )。估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)于計(jì)算間隔h 的壓力增量 P 。計(jì)算該段的 T 和 P ，以及 P 、 T 下的流體性質(zhì)參數(shù)。dP

11、計(jì)算該段壓力梯度dhoPihdP計(jì)算對(duì)應(yīng)于 h 的壓力增量dho比較壓力增量的估計(jì)量P 與計(jì)算值Pi，若二者之差不在允許范圍內(nèi)，則以計(jì)算值作為新的估計(jì)值，重復(fù)第步， 使兩者之差在允許范圍o 之內(nèi)為止。計(jì)算該段下端對(duì)應(yīng)的深度Li和壓力 PiiPPPLi iioih1以 Li 處的壓力 Pi為起點(diǎn)壓力重復(fù)第步，計(jì)算下一段的深度Li 1 和壓8力 Pi 1，直到各段累加深度等于或大于管長L 時(shí)為止。2.2 計(jì)算氣 -液兩相垂直管流的Orkiszewski方法本設(shè)計(jì)井筒多相流計(jì)算采用Orkiszewski 方法。Orkiszewski 法提出的四種流動(dòng)型態(tài)是泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流。如圖 1 所示

12、。在處理過渡性流型時(shí)，采用內(nèi)插法。在計(jì)算段塞流壓力梯度時(shí)要考慮氣相與液體的分布關(guān)系。針對(duì)每種流動(dòng)型態(tài)提出了存容比及摩擦損失的計(jì)算方法。圖 1 氣液混合物流動(dòng)型態(tài) (Orkiszewski) 1.壓力降公式及流動(dòng)型態(tài)劃分界限由前面垂直管流能量方程可知，其壓力降是摩擦能量損失、 勢(shì)能變化和動(dòng)能變化之和。由式 (2-36) 可直接寫出多項(xiàng)垂直管流的壓力降公式：dPf dhg mdh mvmdvm(26)式中P 壓力， Pa；f 摩擦損失梯度， Pa/m；h 深度， m；g 重力加速度， m/s2 ；m 混合物密度， kg/m3 ；9vm 混合物流速，m/s。動(dòng)能項(xiàng)只是在霧流情況下才有明顯的意義。出現(xiàn)

13、霧流時(shí)，氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。根據(jù)氣體定律，動(dòng)能變化可表示為：WtqgmvmdvmAp2 P dp(27)式中Ap 管子流通截面積， m2 ；Wt 流體總質(zhì)量流量， kg/s；qg 氣體體積流量， m3/s。將式 (27) 代入式 (26) ，并取 dhhk ，dPpk ， mm ，PP 經(jīng)過整理后可得：m gftg hk1 W qPkAp2P(28)式中Pk計(jì)算管段壓力降， Pa；hk計(jì)算管段的深度差， m ；P 計(jì)算管段的平均壓力， Pa。不同流動(dòng)型態(tài)下的m 和f 的計(jì)算方法不同,下面按流型分別介紹。(1)泡流平均密度mH L LH g g 1 H g L Hg gH LH g1

14、式中H g 氣相存容比(含氣率 )，計(jì)算管段中氣相體積與管段容積之比值；H L 液相存容比(持液率 ) ，計(jì)算管段中液相體積與管段容積之比值；g、 、m 在 P、T下氣、液和混合物的密度，kg/m3 。氣相存容比由滑脫速度Vs 來計(jì)算。滑脫速度定義為： 氣相流速與液相流速之差。10vvsLqgqtqgsgvs1 H gAp H gAp (1 H g )H g1qtt24qg1(1q)可解出 H g ： H g2vsApvs Apvs Ap式中vs 滑脫速度，由實(shí)驗(yàn)確定，m/s；vsg 、 vsL 氣相和液相的表觀流速，m/s。泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計(jì)算：2qLtfLvLHvLHD2Ap (

15、1 H g )式中f 摩擦阻力系數(shù)；vLH 液相真實(shí)流速， m/s。摩擦阻力系數(shù) f 可根據(jù)管壁相對(duì)粗造度/ D 和液相雷諾數(shù) N Re 查圖 2。Dv sL LNRe液相雷諾數(shù) :L式中L 在 P 、T下的液體粘度，油、水混合物在未乳化的情況下可取其體積加權(quán)平均值， Pa.s。11圖 2(2) 段塞流混合物平均密度WLv Ats pmqtLvs Ap式中液體分布系數(shù)；vs 滑脫速度，m/s?；撍俣瓤捎?Griffith 和 Wallis 提出的公式計(jì)算：vsC1C2gD(34)(35)12(3)過渡流過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和霧流分別進(jìn)行計(jì)算，然后用內(nèi)插方法來確定相應(yīng)的

16、數(shù)值。LMvgvLsgm LMLSSLLMLSMiLMvgvgLgtLMLSSLLMMiLS(36)(37)式中的SL 、SL 及Mi、 Mi 為分別按段塞流和霧流計(jì)算的混合物密度及摩擦梯度。(4) 霧流霧流混合物密度計(jì)算公式與泡流相同：mHL LH g g(1 H g ) LH g g由于霧流的氣液無相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，即滑脫速度接近于霧，基本上沒有滑脫。所以H gqgqL qg(38)摩擦梯度則按連續(xù)的氣相進(jìn)行計(jì)算，即2ffg vsg2D(39)式中vsg 氣體表觀流速， vsgq g / Ap ， m/s。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)N Re g 和液膜相對(duì)粗糙度由圖2 查得。按不同流動(dòng)型態(tài)計(jì)

17、算壓力梯度的步驟與前面介紹的用摩擦損失系數(shù)法基本相同，只是在計(jì)算混合物密度及摩擦之前需要根據(jù)流動(dòng)型態(tài)界限確定其流動(dòng)型態(tài)。圖 3 為 Orkiszewski 方法的計(jì)算流程框圖。13以井口油壓或井底流壓為起點(diǎn)，選擇合適的壓力間隔P ，假設(shè)h計(jì)算平均P 和 T，并求得在此P 和 T 下的流體性質(zhì)參數(shù)和流動(dòng)參數(shù)，以及相應(yīng)的流動(dòng)型態(tài)界限L B、 L g 和 LM確定流動(dòng)型態(tài)霧流過渡流段塞流泡流計(jì)算氣相存容分別按段塞流和霧流計(jì)算滑脫速度、液計(jì)算氣相存容比、平均密度計(jì)算平均密度及摩擦體分布系數(shù)、平均比、平均密度及摩擦梯度梯度，并進(jìn)行內(nèi)插密度和摩擦梯度和摩擦梯度hh計(jì)算并比較，重復(fù)上述計(jì)算使的計(jì)算值與假設(shè)值

18、相等或在允許的誤差范圍內(nèi)重復(fù)上述步驟，直到h 的等于或大于油層深度為止圖 3 Orkiszewski 方法計(jì)算流程框圖2.3 懸點(diǎn)載荷和抽油桿柱設(shè)計(jì)計(jì)算抽油桿柱設(shè)計(jì)的一般方法見采油工程設(shè)計(jì)與原理。之所以設(shè)計(jì)方法較復(fù)雜，原因之一是因?yàn)闂U柱的最大、最小載荷與桿長不是線性關(guān)系。例如在考慮抽油桿彈性時(shí)的懸點(diǎn)載荷、在考慮桿柱摩擦?xí)r的懸點(diǎn)載荷公式與桿長不是線性關(guān)系。原因之二是因?yàn)闂U、 管環(huán)空中的壓力分布取決于桿徑，而桿柱的設(shè)計(jì)有用到桿、管環(huán)空中的壓力分布。由于綜合課程設(shè)計(jì)時(shí)間較少， 所以這里提供一種簡化桿柱設(shè)計(jì)方法。暫將桿、管環(huán)空中的壓力分布給定（按油水兩相、不考慮摩擦?xí)r的壓力分布），桿14柱的最大、最小

19、載荷公式采用與桿長成線性關(guān)系的下面公式。它是針對(duì)液體粘度較低、直井、游梁抽油機(jī)的桿柱載荷公式。懸點(diǎn)最大、最小載荷的計(jì)算公式：iSN2Pmax(WrjWL )(1)j11790（ 40）iiWrjqrj Lrj gj1j1（ 41）WLf p (PZPN )（ 42）式中： qr i 第 i 級(jí)桿每米桿在空氣中的質(zhì)量，Kg/mLri 第 i 級(jí)桿桿長， m；i 抽油桿級(jí)數(shù)，從下向上計(jì)數(shù)；PZ泵排出口壓力， Pa；PN泵的沉沒壓力， Pa；N 沖次， rpm;S光桿沖程， m ；fP活塞截面積， m2 ；g重力加速度， m/s2 ；iSN2iPminWrjWrj1790 jj11iiiWrjWrj

20、Pj( f rj f r1 j 1 )j 1j 1j 1（43）（44）15式中：令 fr0=0Pj第 j 級(jí)抽油桿底部斷面處壓力,Pa：j1PjPt0(1f w )w f w ? g( LL t )t 1（ 45）Pt井口油壓， Pa;0地面油密度， kg/m3;fw 體積含水率，小數(shù)；應(yīng)力范圍比 pL 計(jì)算公式：maxminPL（46）allminP maxP minmaxminfrfr（ 47）all(T0.5625min) SF抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計(jì)算公式：4式中：all 抽油桿許用最大應(yīng)力， Pa；T抽油桿最小抗張強(qiáng)度，對(duì)C 級(jí)桿， T=6.3*108Pa, 對(duì) D 級(jí)桿T=8.

21、1*108Pa;min 抽油桿最小應(yīng)力，Pa；SF 使用系數(shù)，考慮到流體腐蝕性等因素而附加的系數(shù)（小于或等于 1.0），使用時(shí)可考表 2 來選值。表 2 抽油桿的使用系數(shù)使用介質(zhì)APID 級(jí)桿APIC 級(jí)桿16無腐蝕性1.001.00礦化水0.900.65含硫化氫0.700.50若抽油桿的應(yīng)力范圍比小于 pL 則認(rèn)為抽油桿滿足強(qiáng)度要求，此時(shí)桿組長度可根據(jù) pL 直接推導(dǎo)出桿柱長度的顯示公式。對(duì)于液體粘度低的油井可不考慮采用加重桿，抽油桿自下而上依次增粗， 所以應(yīng)先給定最小桿徑（ 19mm ）然后自下而上依次設(shè)計(jì)。有應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式即給定的應(yīng)力范圍比（ pL 0.85 ）計(jì)算第一級(jí)桿長L1，

22、若 L1 大于等于泵深L，則抽油桿為單級(jí)桿，桿長為L，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若L1小于泵深 L,則由應(yīng)力范圍比的計(jì)算公式及給定的應(yīng)力范圍比計(jì)算第二級(jí)桿長L2，若 L2 大于等于（L-L1）,則第二級(jí)桿長為 L2，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比， 若 L2 小于（L-L1）,則同理進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中若桿徑為25mm 仍不能滿足強(qiáng)度要求，則需改變抽汲參數(shù)。在設(shè)計(jì)中若桿徑小于或等于25mm 并滿足強(qiáng)度要求，則桿柱設(shè)計(jì)結(jié)束。此為桿柱非等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法。若采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，則需降低 pL 重新設(shè)計(jì)桿的長度。在設(shè)計(jì)抽油桿的過程中油管直徑一般取2 12 （外徑 73mm ，內(nèi)徑 62mm ）。若泵徑大于或等于70

23、mm ，則油管全用 3 （外徑 89mm,內(nèi)徑 76mm ），原因是作業(yè)時(shí)大柱塞不能下如小直徑油管中；若采用25mm 抽油桿，則相應(yīng)油管直徑應(yīng)用 3 ，原因是 25mm 抽油桿節(jié)箍為 55mm ，與 62mm 油管間隙太小。當(dāng)采用多級(jí)桿時(shí) 3 油管長度比 25mm 桿長多 10m。為了減小計(jì)算工作量， 在本次課程設(shè)計(jì)中桿柱設(shè)計(jì)簡化處理，采用單級(jí)桿設(shè)計(jì)（ 19mm）。17設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：由于采用單級(jí)桿設(shè)計(jì)，且桿徑為19mm，所以選用油管的直徑為：62mm 。計(jì)算內(nèi)容和步驟：最大載荷：WLf p (PZPN )6=0.0014999110=1499.9NiiWrjqrj Lrj gj1j1；由于是單

24、級(jí)的計(jì)算，所以簡化為：Wrqr Lr g=78509.8120019210 64 =26174.24N=iSN2Pmax(WrjWL )(1)j117903621790Pmax（ 1499.9+26174.24 ） （1+） =29343.66N2、最小載荷：iSN2iPminWrjWrj1790 jj 11iiiWrjWrjPj( f rjfrj 1 )j1j1j 1式中：令 fr0=0.j 1PjPt 0(1 f w )w f w ? g( LL t )t 1由于，在該設(shè)計(jì)過程之中，只有一級(jí)桿，所以公式變?yōu)椋篜Pt 0 (1 f w )w fw ? gL=1+10.631= 11.631

25、MpaW 'WP ( frjfr 0)rjrj=26174.24N 11.631（ 0.0014999-0）610 =8728.9N18'SN23 6226174.24PminWrjWrj=8728.9 - 17901790=7149.68N2.4抽油機(jī)校核1）最大扭矩計(jì)算公式M max1800S 0.202S( PmaxP min)=18003+0.2023（ 29343.66 - 7149.68 ）2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算，Nt1000M max n100018849.55614388=14388=7860.53W所以，可知電機(jī)的計(jì)算功率小于電機(jī)的額定功率，因而符合要求。2.5泵

26、效計(jì)算（ 1）泵效及其影響因素在抽油井生產(chǎn)過程中， 實(shí)際產(chǎn)量 Q 一般都比理論產(chǎn)量Qt 要低，兩者的比值Q叫泵效， 表示，Qt（ 50）（2）產(chǎn)量計(jì)算根據(jù)影響泵效的三方面的因素，實(shí)際產(chǎn)量的計(jì)算公式為SPqleakQ QtBlS Bl（51）式中： Q 實(shí)際產(chǎn)量， m3/d;Qt 理論產(chǎn)量， m3/d;Sp柱塞沖程， m；19S光桿沖程， m ；SpS 抽油桿柱和油管柱彈性伸縮引起沖程損失系數(shù)；Bl泵內(nèi)液體的體積系數(shù)；泵的充滿系數(shù)；qleak檢泵初期的漏失量，m3/d;1）理論排量計(jì)算Qt1440 f p SN =14000.001499936=37.80 m3/d2）沖程損失系數(shù) Sp S 的

27、計(jì)算根據(jù)靜載荷和慣性載荷對(duì)光桿沖程的影響計(jì)算本設(shè)計(jì)按照油管未錨定計(jì)算。SPu2WlL1L 2L3LS(1)(f r 2f r 3)當(dāng)油管未錨定時(shí)；2SE f r 1f t由于只有一級(jí)抽油桿柱，所以公式簡化為：SP(1 u2 )Wl ( L1L )S2SEf r1ft=(10.147821499.912001200)1011(=1.018232.060.00149990.001521式中： u L/a=0.1478曲柄角速度， rad/s； N/30= 6/30=0.6283；a聲波在抽油桿柱中的傳播速度，5100m/s；Wl ( PZ Pin ) ? f plL f gf p=16100.00

28、14999=1499.9NPZ泵排出口壓力， Pa；Pin泵內(nèi)壓力，Pa；當(dāng)液體粘度較低時(shí)，可忽略泵吸入口壓力，故 PinPN ；20PN泵的沉沒壓力， Pa；fp 、fr 、ft 活塞、抽油桿及油管金屬截面積，m2 ；L抽油桿柱總長度，m；l液體密度， kg/m3;E鋼的彈性模數(shù)， 2.06 ×1011Pa；Lf動(dòng)液面深度， m；L1、 L2、L3每級(jí)抽油桿的長度，m ；fr1、fr2 、fr3 每級(jí)抽油桿的截面積，m23) 充滿系數(shù)的計(jì)算1KR1R= 0.4814式中： K泵內(nèi)余隙比；取0.1.R泵內(nèi)氣液比；(RPRS )(1fW )P0Tin Z(50 10)0.6105 35

29、1.66 0.96R(Pin 105 )T0(3106105 )293=0.892RP =50 ，m3( 標(biāo) )/m3; RS =10m3( 標(biāo))/m3;Pin =3M Pa;f W =0.4 ；P0=105Pa; T0=293K；Tin 273 t=351.66；Z=0.964） 泵內(nèi)液體的體積系數(shù)BlBlB0 (1 fw ) Bw fw B0 (1 fw ) fw =1.04625）漏失量的計(jì)算檢泵初期的漏失量為21qleak21600(De 3PDeV p )6l=216000.0440.0000531060.6)(0.044 0.0000560.000531.50m3/d;D=0.04

30、4m ；=0.00053Pa ·s； l= 1.5m;6PPZPN=10Pa；g=9.8m/s2 ； e= 0.00005m;SN3 6Vp30=0.6m/s;30 =所以最終算出泵的效率：Q (QtSPqleak ) / Qt= (37.80 1.018 0.4814 1.0462) / 37.80 =46.82SBlBl2.6 舉升效率計(jì)算光桿功率： P 光=Wr SN/60 = 8728.9 3 6/60=2618.676水力功率： P 水力 Q 實(shí)際（ PZ PN） /86.4=17.7110 /86400=204.94井下效率： 井下 P 水力 / P 光 =0.0783地

31、面效率： 地 P 光 / P 電機(jī) =0.3331系統(tǒng)效率： 總 P 地 * P 井下 =0.026122三、注水措施建議1、水質(zhì)要求：油田注水所要求的水源不僅量大，而且希望水源的水量和水質(zhì)較為穩(wěn)定。這樣，在水源充足的地方，有個(gè)水源選擇問題；水源缺乏的地方，需要尋找水源并進(jìn)行選擇。陸地水源包括地面的江、湖，泉水和地層水。海上包括海水和通過海底淺井抽取海水。 水源選擇要考慮到水質(zhì)處理工藝要簡便，還要滿足油田注水設(shè)計(jì)的最大注水量。 水源水量的估計(jì)以設(shè)計(jì)注水量為依據(jù)，如果采出的污水大部分回注的話，最終所需要的水量，大致為注水油層孔隙體積的150170% 。（1）地面水源淡水河、湖、泉水已廣泛用于注水

32、。隨著國家建設(shè)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)對(duì)這種水源使用也愈來愈廣， 加上可能遇到自然干旱， 對(duì)注水可能供不應(yīng)求。 所以使用這種水源一般要得到有關(guān)部門的批準(zhǔn)。另外，這種地面水源，特別是小溪、泉的水量常是隨著季節(jié)變化的，并且常常是高含氧， 攜帶很多懸浮物和各種微生物，不同季節(jié)水質(zhì)成分變化很大，從而給水質(zhì)處理帶來許多麻煩。勝利油田注水所用的黃河水屬這種水源，特點(diǎn)是：有大量的泥沙和雜質(zhì)，其含量在 200ppm 以上，并隨季節(jié)變化；礦化度不高，一般在500 600ppm ；屬于硫酸水型；含鐵在0.5ppm 左右。因此，黃河水要經(jīng)過沉淀、過濾、殺菌和脫氧處理才能使用。（2 ）來自河床等沖積層水源淡水這種水是通過在河床

33、打一些淺井到?jīng)_積層的頂部，從而使水質(zhì)得到一定的改善。其特點(diǎn)是：水量穩(wěn)定，水質(zhì)變化不大，通常無腐蝕性；由于自然過濾，混濁23度不受季節(jié)影響； 水中含氧穩(wěn)定便于處理， 但由于硫酸還原菌深埋地下，這種水仍可能受到它的污染。因此，把井鉆深一些，以便排除或減少這種細(xì)菌的影響。（3）地層水水源淡水或鹽水地層水源是根據(jù)地質(zhì)資料， 通過鉆專門的水井而找到的來自地下的水源。找到高壓、高產(chǎn)量的淡水層最好，鹽水層也行，若找不到單一水層，多層水層也可以，但應(yīng)注意，不同水層的水彼此不要產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而結(jié)垢。鹽水也有它的好處，可以防止注水所引起的粘上膨脹。（4）海水鹽水近海和海上油田注水，一般用海水。因它既多又方便，但因高含氧和鹽，腐蝕性強(qiáng)。懸浮的固體顆粒隨季節(jié)變化較大，為改善這一點(diǎn)， 通常鉆一些淺井到海底，使其過濾從而減少水的機(jī)械雜質(zhì)。2、水質(zhì)處理：在水源確定的基礎(chǔ)上，一般要進(jìn)行水質(zhì)處理。從防止設(shè)備腐蝕及地層堵塞的角度， 對(duì)水質(zhì)提出基本要求。 主要是機(jī)械雜質(zhì)堵塞、 電化學(xué)腐蝕及生成物堵塞，細(xì)菌腐蝕及堵塞。機(jī)械雜質(zhì)的含量根據(jù)地層性質(zhì)來定。國外對(duì)低滲透的孔隙性地層， 含