采油工程課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　采油工程課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p>　　中國(guó)石油大學(xué)（北京）</p>&

2、lt;p><b>　　石油工程學(xué)院</b></p><p>　　2012年12月10日</p><p>　　一、給定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：1</p><p>　　二、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟2</p><p>　　2.1 油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算2</p><p>　　2.2 井筒多相流的計(jì)算3</p&

3、gt;<p>　　2.3懸點(diǎn)載荷和抽油桿柱設(shè)計(jì)計(jì)算11</p><p>　　2.4 抽油機(jī)校核15</p><p>　　2.5 泵效計(jì)算15</p><p>　　2.6舉升效率計(jì)算18</p><p>　　三、設(shè)計(jì)計(jì)算總結(jié)果19</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)20</p>

4、<p>　　一、給定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： </p><p>　　井深：2000+82×10=2820m </p><p>　　套管內(nèi)徑：0.124m </p><p>　　油層靜壓：2820/100×1.2 =33.84MPa</p><p><b>　　油層溫度：90℃ </b></p&g

5、t;<p>　　恒溫層溫度：16℃ </p><p>　　地面脫氣油粘度：30mPa.s</p><p>　　油相對(duì)密度：0.84 </p><p>　　氣相對(duì)密度：0.76 </p><p>　　水相對(duì)密度：1.0 </p><p>　　油飽和壓力：10MPa</p><p>&

6、lt;b>　　含水率：0.4 </b></p><p><b>　　套壓：0.5MPa</b></p><p><b>　　油壓：1 MPa</b></p><p>　　生產(chǎn)氣油比：50m3/m3 </p><p>　　原產(chǎn)液量(測(cè)試點(diǎn))：30t/d </p><

7、;p>　　原井底流壓(測(cè)試點(diǎn))：12Mpa</p><p>　　抽油機(jī)型號(hào)：CYJ10353HB </p><p>　　電機(jī)額定功率：37kw</p><p>　　配產(chǎn)量：50t/d </p><p>　　泵徑：44mm(如果產(chǎn)量低，而泵徑改為56mm，38mm) </p><p><b>　　沖程：3

8、m </b></p><p><b>　　沖次：6rpm </b></p><p>　　柱塞與襯套徑向間隙:0.3mm </p><p>　　沉沒(méi)壓力：3MPa </p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟</b></p><p>　　2.1 油井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算

9、</p><p>　　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(lái)講，IPR 曲線表示了油層工作特性。因而，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

10、時(shí),按流壓加權(quán)平均。</p><p>　　(1) 采液指數(shù)計(jì)算</p><p>　　已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)：、和飽和壓力及油藏壓力。</p><p>　　因?yàn)椋?=30/(33.84-12)= 1.4/( d.Mpa)</p><p>　　(2) 某一產(chǎn)量下的流壓Pwf </p><p>　　=j()=1.4 x（33.84

11、-10）=33.38t/d</p><p>　　=+=33.38+1.4*10/1.8=41.16t/d</p><p>　　-油IPR曲線的最大產(chǎn)油量。</p><p>　　當(dāng)0q時(shí)，令q=10 t/d，則p==15.754 Mpa</p><p>　　同理，q=20 t/d，P=13.877 Mpa</p><p>

12、;　　q=30 t/d，P=12.0 Mpa</p><p>　　當(dāng)qq時(shí)，令q=50 t/d,則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo)得：</p><p>　　P=f+0.125(1-f)P[-1+=8.166Mpa</p><p>　　同理q=60t/d，P=5.860 Mpa</p><p><b>　　當(dāng)qq時(shí)，</b><

13、/p><p>　　令q=71t/d，P=2.233 Mpa</p><p>　　綜上，井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系列表如下：</p><p>　　得到油井的流入動(dòng)態(tài)曲線如下圖：</p><p>　　圖1 油井IPR曲線</p><p>　　2.2 井筒多相流的計(jì)算</p><p>　　井筒多相流壓力梯度

14、方程</p><p>　　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：</p><p>　　ρgsinθ+ρvρ/d*</p><p>　　式中ρ為多相混合物的密度;v為多相混合物的流速;f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; θ為井斜角的

15、余角。</p><p>　　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；</p><p>　?。?）油管內(nèi)由井口向下計(jì)算至泵出口處。</p><p>　　1）由井底向上計(jì)算至泵入口處，計(jì)算下泵深度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(chǎng)、流體物性參數(shù)，然后利用

16、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。</p><p>　　按深度增量迭代的步驟:</p><p>　　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=40m，即深度為1960m 。</p><p>　　由井溫關(guān)系式可以計(jì)算得到該處的井溫為：89.96℃。</p><p&g

17、t;　　平均的壓力和溫度：=（90+89.96）/2=89.98℃。平均壓力=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：溶解油氣比R=71.31 ； 原油體積系數(shù)B=1.25 原油密度P=739.00； 油水混合液的密度P =843.40； 死油粘度μ=6.537*10； 活油粘度μ=3.318*10； 水的粘度μ=3.263*10； 液體的粘度μ= 3.296*10；天然氣的壓縮因子Z=0.

18、9567； 天然氣的密度90.70。以上單位均是標(biāo)準(zhǔn)單位。</p><p>　　由以上的流體物性參數(shù)判斷流型：</p><p>　　不同流動(dòng)型態(tài)下的和的計(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。</p><p><b>　　表1 流型界限</b></p><p>　　其中=

19、1.071-0.7277且>0.13（如果<0.13，則取=0.13）；</p><p><b>　　=50+36 ；</b></p><p>　　=75+84 （）。</p><p>　　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。</p><p>　　計(jì)算該段的壓力梯度。由壓力梯

20、度的計(jì)算公式：</p><p>　　=843.40；=計(jì)算對(duì)應(yīng)于的該段管長(zhǎng)(深度差)。</p><p>　?、?將第步計(jì)算得的與第②步估計(jì)的進(jìn)行比較，兩者之差超過(guò)允許范圍，則以新的作為估算值，重復(fù)②～⑤的計(jì)算，使計(jì)算的與估計(jì)的之差在允許范圍內(nèi)為止。該過(guò)程之中只迭代一次。</p><p>　　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

21、，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(chǎng)、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。</p><p>　　按壓力增量迭代的步驟</p><p>　?、僖阎我稽c(diǎn)(井底或井口)的壓力， 選取合適的深度間隔(可將管等分為n段)。</p><p

22、>　?、诠烙?jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)于計(jì)算間隔的壓力增量。</p><p>　?、塾?jì)算該段的和 ，以及、下的流體性質(zhì)參數(shù)。</p><p><b>　?、苡?jì)算該段壓力梯度</b></p><p>　　⑤計(jì)算對(duì)應(yīng)于的壓力增量</p><p>　?、薇容^壓力增量的估計(jì)量與計(jì)算值 ，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

23、復(fù)第②～⑤步，使兩者之差在允許范圍之內(nèi)為止。</p><p>　?、哂?jì)算該段下端對(duì)應(yīng)的深度和壓力 </p><p>　　⑧以處的壓力為起點(diǎn)壓力重復(fù)第②～⑦步，計(jì)算下一段的深度和壓力 ，直到各段累加深度等于或大于管長(zhǎng)時(shí)為止。</p><p>　　2.2計(jì)算氣-液兩相垂直管流的Orkiszewski方法</p><p>　　本設(shè)計(jì)井筒多相流計(jì)算采

24、用Orkiszewski方法。</p><p>　　Orkiszewski法提出的四種流動(dòng)型態(tài)是泡流、段塞流、過(guò)渡流及環(huán)霧流。如圖1所示。在處理過(guò)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。</p><p>　　圖1 氣液混合物流動(dòng)型態(tài)(Orkiszewski)</p><p>　　1

25、.壓力降公式及流動(dòng)型態(tài)劃分界限</p><p>　　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(xiě)出多項(xiàng)垂直管流的壓力降公式：</p><p><b>　　(26)</b></p><p>　　式中 —壓力，Pa；</p><p>　　—摩擦損失梯度，Pa/m；&l

26、t;/p><p><b>　　—深度，m；</b></p><p>　　—重力加速度，m/s2；</p><p>　　—混合物密度，kg/m3；</p><p>　　—混合物流速，m/s。</p><p>　　動(dòng)能項(xiàng)只是在霧流情況下才有明顯的意義。出現(xiàn)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

27、律，動(dòng)能變化可表示為：</p><p><b>　　(27)</b></p><p>　　式中 —管子流通截面積，m2；</p><p>　　—流體總質(zhì)量流量，kg/s；</p><p>　　—?dú)怏w體積流量，m3/s。</p><p>　　將式(27)代入式(26)，并取，，，經(jīng)過(guò)整理后可得：&

28、lt;/p><p><b>　　(28)</b></p><p>　　式中 —計(jì)算管段壓力降，Pa；</p><p>　　—計(jì)算管段的深度差，m；</p><p>　　—計(jì)算管段的平均壓力，Pa。</p><p>　　不同流動(dòng)型態(tài)下的和的計(jì)算方法不同,下面按流型分別介紹。</p>&l

29、t;p><b>　　(1)泡流</b></p><p><b>　　平均密度</b></p><p>　　式中 —?dú)庀啻嫒荼?含氣率)，計(jì)算管段中氣相體積與管段容積之比值；</p><p>　　—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；</p><p>　　—在下氣、液和混

30、合物的密度，kg/m3。</p><p>　　氣相存容比由滑脫速度來(lái)計(jì)算?；撍俣榷x為：氣相流速與液相流速之差。</p><p>　　可解出： </p><p>　　式中 —滑脫速度，由實(shí)驗(yàn)確定，m/s；</p><p>　　、—?dú)庀嗪鸵合嗟谋碛^流速，m/s。</p><

31、p>　　泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　式中 —摩擦阻力系數(shù)； </p><p>　　—液相真實(shí)流速，m/s。</p><p>　　摩擦阻力系數(shù)可根據(jù)管壁相對(duì)粗造度和液相雷諾數(shù)查圖2。</p><p>　　液相雷諾數(shù): </p>

32、<p>　　式中 —在下的液體粘度，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。</p><p><b>　　圖 2</b></p><p>　　(2)段塞流混合物平均密度</p><p><b>　　(34)</b></p><p>　　式中 —液體分布系數(shù)；&l

33、t;/p><p>　　—滑脫速度，m/s。</p><p>　　滑脫速度可用Griffith和Wallis提出的公式計(jì)算：</p><p><b>　　(35)</b></p><p><b>　　(3)過(guò)渡流</b></p><p>　　過(guò)渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段

34、塞流和霧流分別進(jìn)行計(jì)算，然后用內(nèi)插方法來(lái)確定相應(yīng)的數(shù)值。</p><p><b>　　(36)</b></p><p><b>　　(37)</b></p><p>　　式中的、及、為分別按段塞流和霧流計(jì)算的混合物密度及摩擦梯度。</p><p><b>　　(4)霧流</b>

35、</p><p>　　霧流混合物密度計(jì)算公式與泡流相同：</p><p>　　由于霧流的氣液無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，即滑脫速度接近于霧，基本上沒(méi)有滑脫。所以</p><p><b>　　(38)</b></p><p>　　摩擦梯度則按連續(xù)的氣相進(jìn)行計(jì)算，即</p><p><b>　　(39)

36、</b></p><p>　　式中 —?dú)怏w表觀流速， ，m/s。</p><p>　　霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對(duì)粗糙度由圖2查得。</p><p>　　按不同流動(dòng)型態(tài)計(jì)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。<

37、;/p><p>　　圖3 Orkiszewski方法計(jì)算流程框圖</p><p>　　2.3懸點(diǎn)載荷和抽油桿柱設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　抽油桿柱設(shè)計(jì)的一般方法見(jiàn)《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(zhǎng)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(zhǎng)不是線性關(guān)系。原因之二是因?yàn)闂U、管環(huán)空

38、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。</p><p>　　由于綜合課程設(shè)計(jì)時(shí)間較少，所以這里提供一種簡(jiǎn)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），桿柱的最大、最小載荷公式采用與桿長(zhǎng)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。 </p><p>　　懸點(diǎn)最大、最小載荷的計(jì)算公式：</

39、p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　　（41）</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　式中：——第i級(jí)桿每米桿在空氣中的質(zhì)量，Kg/m</p><p>　　——第i級(jí)桿桿長(zhǎng)，m；</p

40、><p>　　i —— 抽油桿級(jí)數(shù)，從下向上計(jì)數(shù)；</p><p>　　PZ——泵排出口壓力，Pa；</p><p>　　PN——泵的沉沒(méi)壓力，Pa；</p><p>　　N——沖次，rpm;</p><p>　　S——光桿沖程，m；</p><p>　　fP——活塞截面積，m2；</p>

41、;<p>　　g——重力加速度，m/s2；</p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　?。?4）</b></p><p><b>　　式中：令fr0=0</b></p><p>　　Pj——第j級(jí)抽油桿底部斷面處壓力,Pa：</

42、p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　Pt——井口油壓，Pa;</p><p>　　ρ0——地面油密度，kg/m3;</p><p>　　fw——體積含水率，小數(shù)；</p><p>　　應(yīng)力范圍比計(jì)算公式：</p><p><b>　　（46）

43、</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　抽油桿柱的許用最大應(yīng)力的計(jì)算公式：</p><p>　　式中：——抽油桿許用最大應(yīng)力，Pa；</p><p>　　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=8.1*108Pa;</p>&l

44、t;p>　　——抽油桿最小應(yīng)力，Pa；</p><p>　　——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(lái)選值。</p><p>　　表2 抽油桿的使用系數(shù)</p><p>　　若抽油桿的應(yīng)力范圍比小于[]則認(rèn)為抽油桿滿足強(qiáng)度要求，此時(shí)桿組長(zhǎng)度可根據(jù)[]直接推導(dǎo)出桿柱長(zhǎng)度的顯示公式。</p><p&g

45、t;　　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（[]＝0.85）計(jì)算第一級(jí)桿長(zhǎng)L1，若L1大于等于泵深L，則抽油桿為單級(jí)桿，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(zhǎng)L2，若L2大于等于（L-L1）,則第二級(jí)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力范圍比，若L2小于

46、（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[]重新設(shè)計(jì)桿的長(zhǎng)度。</p><p>　　在設(shè)計(jì)抽油桿的過(guò)程中油管直徑一般?。ㄍ鈴?3mm，內(nèi)徑62mm）。若泵徑大于或等于70mm，則油管全用（外徑89mm, 內(nèi)徑76mm），原因是作業(yè)時(shí)大柱塞不能下

47、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，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)油管長(zhǎng)度比25mm桿長(zhǎng)多10m。</p><p>　　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(jiǎn)化處理，采用單級(jí)桿設(shè)計(jì)（19mm）。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：</b></p><p>　　由于

48、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。</p><p><b>　　計(jì)算內(nèi)容和步驟：</b></p><p><b>　　最大載荷：</b></p><p>　　=0.0014999110=1499.9N</p><p>　?。挥捎谑菃渭?jí)的計(jì)算，所以簡(jiǎn)化為：</p&

49、gt;<p>　　==78509.81200=26174.24N</p><p>　　（1499.9+26174.24）（1+） =29343.66N </p><p><b>　　2、 最小載荷：</b></p><p>　　式中：令fr0=0.</p><p>　　由于，在該設(shè)計(jì)過(guò)程之中，只有

50、一級(jí)桿，所以公式變?yōu)椋?lt;/p><p>　　=1+10.631= 11.631 Mpa</p><p>　　=26174.24N – 11.631 （0.0014999-0） 10=8728.9N </p><p>　　=8728.9 - =7149.68N </p>

51、<p><b>　　2.4 抽油機(jī)校核</b></p><p>　　1）最大扭矩計(jì)算公式</p><p>　　=1800 3+0202 3 （29343.66 - 7149.68）= 18849.55N.m </p><p>　　2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算，</p><p>　　==7

52、860.53W </p><p>　　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。</p><p><b>　　2.5 泵效計(jì)算</b></p><p>　?。?）泵效及其影響因素</p><p>　　在抽油井生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)際產(chǎn)量

53、Q一般都比理論產(chǎn)量Qt要低，兩者的比值叫泵效，η表示， （50）</p><p><b>　?。?）產(chǎn)量計(jì)算</b></p><p>　　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</p><p><b>　　（51）</b></p><p>　　式中：Q——實(shí)際產(chǎn)量，m3/d;</p&

54、gt;<p>　　Qt——理論產(chǎn)量，m3/d;</p><p>　　Sp——柱塞沖程，m；</p><p>　　S——光桿沖程，m；</p><p>　　——抽油桿柱和油管柱彈性伸縮引起沖程損失系數(shù)；</p><p>　　Bl——泵內(nèi)液體的體積系數(shù)；</p><p>　　β——泵的充滿系數(shù)；</p&

55、gt;<p>　　qleak——檢泵初期的漏失量，m3/d;</p><p><b>　　1）理論排量計(jì)算</b></p><p>　　=1400 0.001499936=37.80 m3/d </p><p>　　2）沖程損失系數(shù)的計(jì)算</p&g

56、t;<p>　　根據(jù)靜載荷和慣性載荷對(duì)光桿沖程的影響計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)按照油管未錨定計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)油管未錨定時(shí)； </p><p>　　由于只有一級(jí)抽油桿柱，所以公式簡(jiǎn)化為： ==1.018</p><p>　　式中：u＝ωL/a=0.1478</p><p>　　ω—

57、—曲柄角速度，rad/s；ω＝πN/30=π6/30=0.6283；</p><p>　　a——聲波在抽油桿柱中的傳播速度，5100m/s；</p><p>　　=1 10 0.0014999=1499.9N</p><p>　　PZ——泵排出口壓力，Pa；</p><p>　　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

58、，故Pin≈PN；</p><p>　　PN——泵的沉沒(méi)壓力，Pa；</p><p>　　fp、fr、ft——活塞、抽油桿及油管金屬截面積，m2；</p><p>　　L——抽油桿柱總長(zhǎng)度，m；</p><p>　　ρl——液體密度，kg/m3;</p><p>　　E——鋼的彈性模數(shù)，2.06×1011Pa

59、；</p><p>　　Lf——?jiǎng)右好嫔疃龋琺；</p><p>　　L1、L2、L3——每級(jí)抽油桿的長(zhǎng)度，m；</p><p>　　fr1、fr2 、fr3——每級(jí)抽油桿的截面積，m2</p><p>　　3) 充滿系數(shù)β的計(jì)算</p><p>　　= 0.4814 </p><p>

60、　　式中：K——泵內(nèi)余隙比；取0.1.</p><p><b>　　R——泵內(nèi)氣液比；</b></p><p>　　= =0.892 </p><p>　　=50，m3(標(biāo))/m3;=10m3(標(biāo))/m3;</p><p>　　=3M Pa;=0.4；P0=105Pa;

61、 T0=293K；</p><p>　　＝273＋t=351.66；Z=0.96</p><p>　　4） 泵內(nèi)液體的體積系數(shù)Bl</p><p>　　=1.0462 </p><p><b>　　5）漏失量的計(jì)算</b></p><p><b>　　檢泵初期的

62、漏失量為</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　0m3/d; </p><p>　　D=0.044m；μ=0.00053Pa·s；l= 1.5m;</p><p>　　ΔP≈PZ—PN=10Pa；g=9.8m/s2；e= 0.00005m;<

63、/p><p><b>　　==0.6m/s;</b></p><p>　　所以最終算出泵的效率：</p><p><b>　　==46.82﹪</b></p><p><b>　　2.6舉升效率計(jì)算</b></p><p>　　光桿功率：P光= SN/60

64、 = 8728.936/60=2618.67</p><p>　　水力功率：P水力＝Q實(shí)際（PZ—PN）/86.4=17.7110/86400=204.94</p><p>　　井下效率：η井下＝P水力 / P光 =0.0783</p><p>　　地面效率：η地＝P光/ P電機(jī) =0.3331</p><p>　　系統(tǒng)效率：η總＝P地* P

65、井下 =0.0261 </p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)計(jì)算總結(jié)果</b></p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　在這次采油工程的課程設(shè)計(jì)過(guò)程之中：1、熟悉并掌握了，IPR曲線的畫(huà)法，了解了IPR曲線的應(yīng)用；2、多相管流的計(jì)算

66、是一個(gè)難點(diǎn)，首先是計(jì)算的公式很多，計(jì)算重復(fù)性大，其次是過(guò)程復(fù)雜，總的來(lái)說(shuō)，掌握了多相管流的Orkiszewski方法計(jì)算步驟，能運(yùn)用壓力迭代法和深度迭代法；3、掌握了懸點(diǎn)載荷及抽油桿柱的設(shè)計(jì)計(jì)算、泵效計(jì)算。</p><p>　　這次實(shí)習(xí)的收獲很多，通過(guò)實(shí)習(xí)對(duì)書(shū)本上的知識(shí)加深了理解，在實(shí)習(xí)的過(guò)程之中也培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，比如在實(shí)習(xí)過(guò)程之中，自己將所有的計(jì)算公式用Excel編制，不需要用計(jì)算器重復(fù)計(jì)算

67、。</p><p>　　實(shí)習(xí)的補(bǔ)不足之處，盡管自己將公式做了如上的處理，但是實(shí)習(xí)過(guò)程之中，一部分公式的字母所代表的意思不是很清楚。并且在利用Orkiszewski方法判斷流型時(shí)，過(guò)程太繁瑣，且在查閱圖件時(shí)—摩擦阻力系數(shù)也不能準(zhǔn)確的獲得，所以深度迭代計(jì)算過(guò)程只止步于判斷流型。因而在后續(xù)計(jì)算之中，需要泵出口壓力的地方，是采用假設(shè)的泵入口壓力進(jìn)行計(jì)算的。假設(shè)泵出口的壓力為：2MPa和下泵深度1200m. 利用假設(shè)的壓力