电潜单螺杆泵油井生产系统优化设计方法

以电潜单螺杆泵油井生产系统为研究对象，以油井供液能力(原油人井流动特性曲线)、单螺杆泵的特性和整个系统的协调工作为依据，利用系统节点分析方法和最优化技术，把获得设计产量下的系统效率最高或能耗最低作为优化设计目标，介绍了井下电潜螺杆泵子系统基本模型的建立方法，并给出了有关的换算关系式、优化设计方法及步骤。利用现场优化设计实例验证了此方法的可行性，为油田电潜单螺杆泵油井生产的优化设计提供了理论依据。     

应用工况测试系统进行井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分 ,该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测 ,能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数 ,并通过优化设计部分进行与理论值对比 ,从而指导螺杆泵井的维护工作 .通过现场应用 ,取得了井下单螺杆泵生产的第一手资料 ,尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性 .目前已在 4口井上应用 ,结果证明了该系统的实用价值 .     

应用工况测试系统进行了井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分，该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测，能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速，扭矩和载荷等参数，并通过优化设计部分进行与理论值对比，从而指导螺杆泵井的维护工作，通过现场应用，取得井下单螺杆泵生产的第一手资料，尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性，目前已在4口井上应用，结果证明了该系统的实用价值。     

井口驱动螺杆泵泵载荷的确定方法

泵载荷的确定是油田合理选用泵的重要依据,也是井口驱动螺杆泵生产油井优化设计和工况诊断的重要组成部分之一。从目前油田的实际情况出发,将整个井口驱动螺杆泵生产油井作为一个大的生产系统,将油层、套管、油管、井下螺杆泵机组和井口分成５个子系统,利用系统节点分析法,提出了在已知和未知油井的测试流量和测试流压两种条件下确定泵载荷的实用方法。     

井口驱动螺杆泵泵载荷的确定方法

泵载荷的确定是油田合理选用泵的重要依据，也是井口驱动螺杆泵生产油井优化设计和工况诊断的重要组成部分之一。从目前油田的实际情况出发，将整个井口驱动螺杆泵生产油井作为一个大的生产系统，将油层套管，油管，井下螺杆泵机组和井口分成了５个子系统，利用系统节点分析法，提出了在已知未知油井的测试流量和测试流压两种上确定泵载荷的实用方法。     

单螺杆泵定、转子最大滑动速度

针对国内各大油田逐步进入后期开采,螺杆泵采油技术是一种很有效的方法。选择合理的螺杆泵转速,是确保螺杆泵能否发挥最佳功效和工作寿命的关键,因为单螺杆泵定、转子相对运动速度,决定着定、转子表面的磨损。限制泵运行时转子与定子之间的最大滑动速度就显得尤为重要。因此根据螺杆泵运行原理,推导出了单螺杆泵转子在做行星运动时的最佳滑动速度,目的是为我们自主研发“电潜螺杆泵采油系统”中减速器方案的设计提供理论依据。     

优化设计在单螺杆泵结构设计中的应用

本文以单螺杆泵为例,在其设计要求基础上,以实际流量最大为目标,建立单螺杆泵的结构优化设计数学模型。利用MATLAB优化工具箱,对目标函数求解最优值。结果证明,与传统解法相比设计参数得到了明显的优化。     

低渗透油藏有杆泵采油系统优化设计及研究

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。     

具有内压缩过程的潜油螺杆泵设计与数值模拟

传统的全金属单螺杆泵的螺杆转子与定子在结构上没有内压缩过程,在用于井下潜油时需要较长的螺杆.为减小潜油螺杆泵的长度,提高其在油井中的通过性,提出一种具有内压缩过程且具有卸压通道的变啮合间隙全金属单螺杆泵.推导变啮合间隙全金属单螺杆泵截面的型线方程,研究啮合间隙的变化规律,得到新型变啮合间隙全金属单螺杆泵的设计方法.采用...     

有杆泵抽油系统最优化设计的研究

运用离散最优化的理论和方法优选了有杆泵抽油井的抽汲参数,包括:冲程、冲次、泵径和下泵深度。在优化设计中,将下泵深度作为一个变量,使计算更加精确。分别建立了以检泵初期产量、综合技术指标和经济收益为目标函数的三种数学模型,并且编制了有杆泵抽油井优选抽汲参数的软件。此软件有助于充分挖掘油井潜力和对油井进行科学化管理。文中对优选实例进行了分析和讨论。     

大排量螺杆泵技术在海上稠油油田的应用

目前海上油田主要以电潜泵为主要的机采手段,但是在稠油油田,电潜泵存在着泵效低的问题,并且对于超稠油电潜泵无法使用。但是目前电潜螺杆泵在海上的应用,主要受限制于排量低的制约,仅能在产量较低的井中应用;并且在海上实际使用的电潜螺杆泵中,实际使用寿命均较短,不能满足海上油田大排量、长寿命的要求。探讨了对电潜螺杆泵泵型、联轴器、减速器等主要部件进行改进,开发出了排量达到200 m~3/d,实际使用寿命超过一年的电潜螺杆泵,并在海上油田成功应用,取得了较好的效果。     

电潜泵井井筒温度分布模型的建立及应用

准确地预测电潜泵井井筒温度分布对电潜泵井优化设计和正常生产具有重要意义 ,也是进行油井生产动态分析必不可少的内容。在对常规井筒温度场进行了计算的基础上 ,根据能量守恒定律及传热学原理 ,考虑由井筒向地层传热及电机、电缆散热 ,推导出了电潜泵井生产流体沿井筒的温度分布计算模型 ,并对某一井深为 180 0m的电潜泵生产井进行了模拟计算。计算结果表明 ,油井产量恒定时 ,电机、电缆散热可使产出流体温度升高 ,这是影响电潜泵井井筒温度分布的主要因素之一。     

稀油井区螺杆泵采油工艺技术研究

通过对螺杆泵结构及原理的研究,结合油井生产条件,选择适合螺杆泵采油工艺的油井,利用专业优化软件进行螺杆泵采油工艺设计。根据油井流入动态分析和实际生产情况,确定油井的实际供排关系,以选择螺杆泵的排量范围和型号,进行抽油杆、驱动装置和井下举升系统的配套优化设计,经过现场实测螺杆泵采油工艺与抽油机采油工艺的能耗数据对比,油井供排关系和举升系统都能正常运行。阐述了螺杆泵采油技术节能降耗效果,为深井中质油开发提供了一种可行途径,对油田开发生产有着重要的现实意义。     

潜油电泵智能控制柜的设计

在进入高含水期的油田开发中,潜油电泵得到广泛应用。控制柜可以控制潜油电泵的启动,停机及运行中的其它动作,有效掌控潜油电机的运行状况,是潜油电泵的重要组成部分。本文设计了一种新型潜油电泵智能控制柜,分析了该设备的技术特点,给出了结构组成及电气原理,进行了室内外的现场实验。结果表明,该装置可以有效地设定预定参数,运行可靠。     

基于海上油田低产井回流补液参数优化

在海上油田低产井采用电潜泵举升过程中,电机温度过高将导致烧泵.针对于此问题,首先通过实验确定低产井电机烧泵时间,并通过有限元模拟的方法分析低产井井下流体的流动特征及传热规律,同时提出一种应用于电潜泵的回流补液方法.研究结果表明:在油井产量较低的条件下,流体温度对于电机温度影响不大;由于动液面低于泵吸入口,流体携热能力下降发生烧泵事故,电潜泵泵寿命最少减小为原有的0.21倍;采用回流补液方法后,温度平均降低130℃,电机温度处于安全温度范围内,说明回流装置具有很强可行性;回流通道尺寸在3～4 cm时,回流量最大,相应的电机温度也为各尺寸中最低.     

潜油电泵试验台的总体设计

设计了一种大功率、双频率、高精度潜油电泵试验系统,分析了其测试原理,介绍了该系统电源的一次回路设计方法。应用结果表明,以低压真空断路器和空气断路器为中心,设计的低压供电部分,可满足试验系统频繁分和与保护的要求。采用多级测量电流互感器、电压互感器组成的测量系统,测量精度可满足电量B级的需要,使高压柜的设计大为简化。用普通变频器和专用正弦波滤波器、电抗器组成的60 Hz电源,在一定的范围内,可作为潜油电机的试验电源使用。分组设置的液力流程,可满足多种试验泵性能试验的需要。该系统经过3年多的运行表明,试验精度可达B级试验台的要求。     

煤层气井有杆泵优化设计方法研究

目前煤层气井多采用有杆泵的方式生产,但目前还没有针对煤层气井的有杆泵优化设计方法。从流入动态、下泵深度、载荷计算、冲程冲次的选择等几个方面比较了煤层气井与常规油气井有杆泵优化设计的差别,并给出了煤层气井定产量优化设计方法。最后以河东煤田柳林区块两口井为例进行了优化设计,结果表明优化后的抽油机的生产情况明显好于优化前。     

基于正交设计法的潜水泵空间导叶水力优化

运用正交设计法,对井用潜水泵空间导叶进行优化设计,选取潜水泵空间导叶的进口宽度、导叶叶片轴向长度及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离,以扬程、效率及轴功率作为评价指标,基于正交设计法设计了9组方案.通过数值计算及极差分析结果表明:导叶叶片轴向长度对潜水泵扬程和轴功率影响显著,导叶进口宽度对潜水泵效率变化较为敏感,保证一定的导叶叶片与导叶场域出口距离能改善潜水泵性能.基于多目标优化设计,可以确定本次研究的最佳方案组合为空间导叶进口宽度25 mm、导叶叶片轴向长度101 mm及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离20 mm.通过分析前三级叶轮效率、导叶出口静压及流线分布图看出,优异的空间导叶设计使导叶内部流体状态较好,保证叶轮效率维持较高水平,同时泵内流体保持较好的流动稳定性.     

高气油比油藏的油井应用电泵采油的可行性研究

对埕北 30油藏特点进行了分析 ,以此为例确定了油井自喷后采用电泵抽油的机采方式。结合目前国内外电泵吸入口处含气率的界限 ,分析了电泵在高气液比状态下的适应性 ,给出了高气液比条件下泵吸入口处含气率的计算模型。利用此模型分别计算了不同吸入压力、不同气油比下含水率分别为 0 ,2 0 % ,4 0 %与 80 %时泵吸入口处的含气率 ,进而对电泵在高气液比条件下的使用条件和适用范围进行了详细分析 ,以使该项举升工艺更有效地用于埕北 30油藏的开发。计算结果表明 ,在油藏压力保持在 30MPa ,生产气油比不超过 2 5 0的情况下 ,埕北 30油藏可以采用电泵采油。该项研究也适用于其他高气液比油藏的开发。     

井下油水分离系统设计及地面监测模型研究

井下油水分离技术是一项具有良好经济效益和环保效果的创新技术,但是由于其选井条件苛刻、系统设计复杂、应用成本高等原因,其应用受到了很大的限制.介绍了电潜泵井井下油水分离系统的工作原理和构成,建立了电潜泵井井下油水分离系统的设计计算方法,为井下油水分离技术的应用提供了理论基础.还提出了利用地面测试数据分析井下工况的地面监测模型,为系统的调控提供了手段,同时也降低了该项技术的应用成本.