无油管有杆泵井举升工艺设计技术

介绍了无油管采油系统的结构原理,运用节点系统分析方法,建立了一套适合无油管采油抽油机井举升工艺参数优化设计方法,现场应用表明设计方法正确、计算结果可靠,能够满足无油管采油抽油机井举升工艺参数设计要求,指导该采油方式的更好应用.     

有杆泵系统优化设计技术的应用研究

结合中原油田有杆泵采油生产的实际,对电模拟法、常规API RP 11L方法及Rodstar方法等优化设计技术进行了分析。结果表明,Rodstar方法是一种能与实际生产情况完全拟合的系统设计和模拟技术。该方法可根据油井当前的运行参数、生产状况、井底流压变化幅度和流入动态曲线判定油井是否有提高潜力,能定量地分析拟合系统的设备工况,模拟液面撞击以及井被抽空时的状态,并能用于对整个有杆泵系统作定量的经济分析评价。模拟结果与实际生产吻合较好,是迄今为止对有杆抽油系统进行设计、模拟及分析的较为完善的技术。     

有杆泵系统优化设计技术的应用研究

结合中原油田有杆泵采油生产的实际 ,对电模拟法、常规APIRP 11L方法及Rodstar方法等优化设计技术进行了分析。结果表明 ,Rodstar方法是一种能与实际生产情况完全拟合的系统设计和模拟技术。该方法可根据油井当前的运行参数、生产状况、井底流压变化幅度和流入动态曲线判定油井是否有提液潜力 ,能定量地分析拟合系统的设备工况 ,模拟液面撞击以及井被抽空时的状态 ,并能用于对整个有杆泵系统作定量的经济分析评价。模拟结果与实际生产吻合较好 ,是迄今为止对有杆抽油系统进行设计、模拟及分析的较为完善的技术。     

定向井有杆泵抽油系统数学模型的改进

通过对有杆泵抽油系统进行井身曲线的空间分析,运用空间解析几何原理,求得相邻单位元的轴向夹角,在此基础上进行节点受力与位移的动力学分析,建立了有杆泵抽油系统的修正模型。并以马岭南 29-11(1993/11/09)的井身曲线为例,计算对比了模型与传统模型的区别,结果表明方法简单易行,也没有计算量的显著增加,且可以极大地提高计算精度。     

地面驱动式单螺杆泵抽油杆的动力学特性

应用Timoshenko梁－轴模型分析了单螺杆泵抽油杆的动力学特性,根据Timoshenko梁－轴模型的运动方程得出了单螺杆泵抽油杆运动方程的解。该分析方法可求出抽油杆作涡动时的变形,有效地了解抽油杆的动力特性。这种方法用于从理论上分析地面驱动式单螺杆泵抽油杆动力学特性,还必须进行实际验证。     

基于Visual Basic编程的深井有杆泵设计

针对西部油田井深、温度和压力高的特点,展开深井有杆泵采油技术研究。研究过程中用实际井温度压力数据对温度压力模型进行对比,选择合适的深井温度压力计算方法。杆柱设计过程中考虑深井中常用玻璃钢杆柱的情况,针对深井载荷较大的特点,以整体杆柱质量最轻为第一目标,结合Visual Basic编程手段,提出一套深井有杆泵程序设计方法;并对现场深井进行有杆泵优化设计。结果表明:设计方案与实际生产数据相比,能使载荷明显减小,满足深井生产要求,为深井有杆泵设计提供方便。     

提升有杆泵采油系统效率的方法研究

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。     

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。     

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。     

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。     

特种有杆抽油方式的设计与综合评价

研究了特种有杆抽油方式优化设计与综合评价的理论模型，给出了地面驱动单螺杆泵的选择方法及电热杆和空心杆热流体循环抽油参数的确定原则．并编制了相应的软件。应用结果表明，该模型能够很好地符合现场，为高凝、高枯油田采油方式选择提供了科学手段。     

电潜泵-气举组合接力举升工艺研究

针对单项人工举升工艺不能满足的深抽问题,从举升工艺原理与工艺管柱结构角度,提出了多种可能的组合举升方案以及组合原则。鉴于气举的独特优点,深井泵与气举的组合,尤其是电潜泵(ESP)与气举(GL)的组合具有突出优点,适合大排量深抽。对ESP-GL的举升管柱结构型式进行了探讨,提出了利用小直径油管与气举阀直接连接代替常规环空气举的实施方案,避免了环空直接气举对动液面深度和下部深井泵的影响,为其他举升工艺与气举的组合创造了条件。利用提出的ESP-GL组合设计方法所开展的设计计算表明,在电潜泵排量和举升压头不变的条件下,气举组合接力举升后可使电泵的下泵深度达到6 000 m以上,为深层油气藏的大排量举升提供了技术手段;而在ESP下泵深度不变的条件下,气举组合后有助于提高其产量。     

有杆泵预防出砂优化方法

使用动态射孔完井出砂预测模型,对产量与地层出砂之间的关系进行深入研究,建立了一整套可预防出砂的采油方案设计方法,该方法可以根据井射孔段附近的地质条件以及流体物性条件下得出该井在不出砂前提下的产量取值范围,并由此进行不出砂时的抽汲参数优化设计。通过实例计算表明了在对潜在出砂井的设计中,限制产量对防止油井出砂确实具有重要意义,该设计方法对疏松砂岩油藏射孔完井井型的采油方案优化设计具有一定的指导意义。     

基于改进小波包结合CS-BP的地面驱动螺杆泵故障诊断

针对目前地面驱动螺杆泵故障诊断存在效率不高、精度不足、损耗资源的问题,提出通过引入功率谱细化的思想改进小波包变换,再结合布谷鸟搜索(cuckoo search, CS)优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的诊断方法。首先,通过改进的小波变换对螺杆泵有功功率分解重构得到特征向量;其次,与瞬时流量、进口回压等参数进行归一化处理,作为BP神经网络的输出层信息;再次,使用布谷鸟搜索寻优得到BP神经网络的权值和阈值,建立CS-BP故障诊断模型;最后,应用于螺杆泵不同故障类型的诊断,并通过与目前的主流诊断方法进行诊断效果的分析比较。结果表明,对于螺杆泵不同类型故障诊断的平均精度达到95.6%,对比分析证明了所提方法的可行性与优越性。     

空心杆掺稀油深层稠油举升设计方法研究

对稠油粘温关系和深井举升工艺进行了研究 ,结合实验室掺稀油降粘效果研究结果 ,对空心杆泵上和泵下掺稀油举升工艺的可行性进行了研究。计算结果及现场生产表明 ,空心杆掺稀油举升工艺能有效地改善井筒流体流动条件 ,保证油井以一定的产量进行稳定生产。空心杆泵下掺稀油能改善泵吸入口处原油的流动性 ,但对泵的实际排量有影响 ,且影响生产压差。空心杆泵上掺稀油没有解决原油进泵阻力大的问题 ,因此在泵吸入口处原油应具有较好的流动性。     

在井斜60°以上井段实现有杆泵抽油

常规球阀类有杆抽油泵在井斜角大于 4 2°时 ,球阀的工作稳定性将会消失。随着定向井、水平井的广泛应用 ,在井斜 6 0°以上井段实现有杆泵抽油成为当前急待解决的问题。文中介绍了一种用于大斜度井抽油泵的结构及工作原理、论述了泵阀及弹簧的设计原则、推导了扶正器合理配置间距的计算公式。对乐安油田稠油热采 6 0口水平井的现场使用跟踪分析表明 ,由于泵挂加深 ,沉没度加大 ,应用后平均日产液由 19.6t上升至 4 8.2t,日产油由 6 .4t提高到 15 .0t,产出液温度由 4 6℃上升到 5 3℃ ,泵效由 2 0 .2 %提高到 5 4 .6 %。     

煤层气井有杆泵内煤粉沉积的影响因素分析

依据固液两相流理论,建立了煤层气井煤粉在有杆抽油泵内的数学模型,对煤粉在泵内的运动规律进行了分析,通过求解煤层气井有杆泵内固液两相流模型及仿真分析,得到了煤粉颗粒直径、井液的入泵速度及井液中煤粉颗粒浓度等参数对有杆泵内煤粉沉积的影响,利用固体颗粒在泵筒和柱塞间隙的磨损特性,分析了煤粉对有杆泵使用寿命的影响并给出了延长检泵周期,提高泵的使用寿命的措施。结果表明：有杆泵内下端煤粉浓度较大,分布非常不均匀;有杆泵内煤粉颗粒速度分布不均匀,湍流现象比较严重,煤粉颗粒主要沉积在固定阀入口两侧。煤粉粒径越小、井液入泵速度越大和井液中颗粒浓度越小可减少煤粉在有杆泵内的沉积。在排采的过程中通过连续、稳定、缓慢的降压,减少储层出煤粉;合理调节排采系统的冲程、冲次,通过改变泵的排量提高泵入口的流速,可减小煤粉在有杆泵内的沉积,使进入泵中的煤粉尽量排出泵外进入抽油杆和油管环空,以减少煤粉对有杆泵的影响。     

煤层气井气体对有杆泵排采的影响

依据气液两相流理论,建立煤层气井气水两相井液进泵运动规律的数学模型,给出适应于煤层气井泵充满度的算法,通过求解井液进泵的数值模型及仿真分析,得到煤层气井不同工况下抽油泵内液面和泵充满度的瞬时动态变化规律,以及泵充满度与冲次、泵入口气液比、泵入口压力等参数间的相互关系。利用余隙容积系数与泵内压强的关系和气体压缩膨胀的多变特性,分析出低沉没度下泵发生气锁的条件并给出预防措施。结果表明:降低冲次、减小余隙容积和泵入口气液比以及增大沉没压力可以有效提高泵的充满度,而且泵入口气液比对泵效的影响尤为显著;考虑抽油泵余隙内自由气体的作用后,随着余隙容积系数的增加,泵的充满度逐渐降低。     

根据地面示功图对有杆泵故障自动诊断的理论研究

本文把模式识别方法与有杆泵抽油井的三维振动方程结合起来,提出了一种直接根据地面示功图对有杆抽油井井下故障进行自动诊断识别的数学模型,并进一步证明了该模型解的存在性和唯一性,这为直接利用地面示功图自动诊断有杆泵抽油井故障提供了理论依据。     

煤层气有杆泵井排采煤粉产出规律表征与分析

为探索煤层气有杆泵井排采煤粉产出的实际沉降速度和临界排液量,建立了有杆泵井井筒煤粉运移动态实验平台,模拟了不同煤粉粒度、不同排液速度井筒煤粉动态运移规律。结合球形颗粒沉降末速理论公式,建立了有杆泵井排采不同煤粉粒度实际沉降速度和临界排液量计算模型。研究表明,实际有杆泵排采实际沉降速度和临界排液量与井液密度、井筒内流体流态、煤粉粒径、煤粉密度及井筒流体流速有关,且随着煤粉粒度的减小实际沉降速度和临界排液量降低,并计算出不同煤粉粒度的排采临界排液量。有杆泵井排采时实际沉降速度和临界排液量可为现场防煤粉控制、排采设备优化等方案设计提供依据。