常規(guī)采油工程課程設(shè)計--有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　采油工程課程設(shè)計</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言4</b></p><p><b>　　一、設(shè)計內(nèi)容5

2、</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┗A(chǔ)數(shù)據(jù)5</b></p><p>　?。ǘ┥a(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)5</p><p><b>　　（三）設(shè)計數(shù)據(jù)5</b></p><p>　?。ㄋ模┰O(shè)計內(nèi)容與步驟5</p><p>　　二、流入動態(tài)預(yù)測6</p

3、><p>　?。ㄒ唬└鶕?jù)原始生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)計算采液指數(shù)6</p><p>　　（二）IPR曲線的繪制7</p><p>　?。ㄈ┯稍O(shè)計數(shù)據(jù)和IPR曲線計算井底流壓和動液面8</p><p>　　三、工作參數(shù)的確定10</p><p>　?。ㄒ唬┳鞒錆M程度與下泵深度（沉沒度）關(guān)系曲線10</p>&l

4、t;p>　?。ǘ┏踹x下泵深度12</p><p>　　（三）由產(chǎn)液量和下泵深度選擇抽油機和泵徑13</p><p>　?。ㄋ模┐_定沖程和沖次14</p><p>　?。ㄎ澹┏橛蜅U柱設(shè)計14</p><p>　　（六）計算泵效：19</p><p>　?。ㄆ撸┊a(chǎn)量校核21</p><

5、;p>　?。ò耍┏橛蜋C校核22</p><p><b>　?。ň牛┙Y(jié)論23</b></p><p>　　四、最優(yōu)泵效與下泵深度選擇23</p><p>　　（一）由產(chǎn)液量和下泵深度選擇抽油機和泵徑24</p><p>　?。ǘ┐_定沖程和沖次24</p><p>　　（三）抽油桿柱

6、設(shè)計25</p><p>　?。ㄎ澹┯嬎惚眯?9</p><p>　?。┊a(chǎn)量校核30</p><p>　?。ㄆ撸┏橛蜋C校核31</p><p><b>　?。ò耍┙Y(jié)論32</b></p><p><b>　　五、總結(jié)33</b></p><

7、p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過生產(chǎn)井和注入井對油藏采取的各項技術(shù)措施的總稱。作為一門綜合應(yīng)用學(xué)科，它所研究的是可經(jīng)濟有效地作用于油藏，以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項工程技術(shù)措施的理論、工程設(shè)計方法及實施技術(shù)。有桿泵采油包括游梁

8、式抽油機井有桿泵采油和地面驅(qū)動螺桿泵采油，它們都是用抽油桿將地面動力傳遞給井下泵。前者是將抽油機懸點的往復(fù)運動通過抽油桿傳遞給井下柱塞泵；后者是將井口驅(qū)動頭的旋轉(zhuǎn)運動通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵。</p><p>　　有桿抽油系統(tǒng)包括油層、井筒流動、機-桿-泵和地面出油管線到油氣分離器。有桿抽油系統(tǒng)設(shè)計主要是選擇機、桿、泵、管以及抽汲參數(shù)，并預(yù)測其工況指標(biāo)，使整個系統(tǒng)高效而安全地工作。設(shè)計原則是以油藏供液能力為依據(jù)

9、，以油藏與抽油設(shè)備的協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)，最大限度地發(fā)揮設(shè)備和油藏潛力，使抽油系統(tǒng)高效而安全地工作。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計是采油工程中的重要組成部分。</p><p>　　本課程設(shè)計的主要目的是通過有桿泵抽油系統(tǒng)的原始生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計來確定合理的下泵深度和最高的泵效；熟練的掌握設(shè)計的主要過程、步驟以及所涉及的個個參數(shù)的計算。同時該設(shè)計包括制作IPR曲線；計算井底流壓和動液面；作充滿程度與下泵深度關(guān)系曲線；初選下泵深度

10、由下泵深度和產(chǎn)液量初選抽油機和泵徑；確定沖程和沖次；抽油桿柱設(shè)計；計算泵效；產(chǎn)量校核；計算最大最小載荷、曲柄軸扭矩，抽油機校核；確定機桿泵及其工作參數(shù)。</p><p>　　進行此次設(shè)計可以培養(yǎng)我們正確的設(shè)計思想，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。加深我們對所學(xué)課程的理解和掌握，培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識獨立分析和解決問題的初步能力。通過課程設(shè)計實踐，訓(xùn)練并提高我們在查閱資料

11、、理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)用標(biāo)準與規(guī)范及計算機應(yīng)用等方面的能力，進行課程設(shè)計必須制定教學(xué)大綱，明確課程設(shè)計的目的、要求和內(nèi)容</p><p><b>　　一、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┗A(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　井深2146m，地層壓力17MPa，油藏溫度70℃，飽和壓力12MPa，套管內(nèi)

12、徑140mm，油管內(nèi)徑62mm，油管外徑73mm，地面原油相對密度0.856，地面產(chǎn)出水相對密度1，標(biāo)況下天然氣相對密度0.7。</p><p><b>　　（二）生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　體積含水20%，井底流壓6.26MPa，產(chǎn)油量6t/d。</p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計數(shù)據(jù)</b></

13、p><p>　　體積含水50%，產(chǎn)油量4t/d，生產(chǎn)氣油比87m3/t，油壓0.8MPa，套壓0.2MPa。</p><p>　?。ㄋ模┰O(shè)計內(nèi)容與步驟</p><p>　　1.根據(jù)原始生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)作IPR曲線。</p><p>　　2.又設(shè)計數(shù)據(jù)和IPR曲線計算井底流壓和動液面。</p><p>　　3.作充滿程

14、度與下泵深度（沉沒度）關(guān)系曲線。</p><p><b>　　4.初選下泵深度。</b></p><p>　　5.由下泵深度和產(chǎn)液量初選抽油機和泵徑。</p><p>　　6.確定沖程和沖次。</p><p><b>　　7.抽油桿柱設(shè)計。</b></p><p><b

15、>　　8.計算泵效。</b></p><p>　　9.產(chǎn)量校核，不滿足時調(diào)整沖程和沖次返回第6或4步。</p><p>　　10.計算最大最小載荷、曲柄軸扭矩，抽油機校核，不滿足返回第4步</p><p>　　11.確定機桿泵及其工作參數(shù)</p><p><b>　　二、流入動態(tài)預(yù)測</b></p

16、><p>　　油井流入動態(tài)是指油井產(chǎn)量與井底流動壓力的關(guān)系，它反映了油藏向該井供油的能力。表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線稱為流入動態(tài)曲線（Inflow Performance Relationship Curve）,簡稱IPR曲線。</p><p>　?。ㄒ唬└鶕?jù)原始生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)計算采液指數(shù)</p><p>　　采油指數(shù)是一個反應(yīng)油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及瀉油面積等

17、與產(chǎn)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)，其數(shù)值等于單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量，有了采油指數(shù)就可以在對油井進行系統(tǒng)分析時預(yù)測不同產(chǎn)量時的井底流壓，另外還可以研究油層參數(shù)</p><p>　　已知： =17Mpa，=12Mpa，6.26 MPa, fw =0.2, Q(test) =6t/d</p><p>　　ro =0.856, rg=0.7</p><p>　　因為，= 6.

18、62 MPa=12MPa=17Mpa，所以，由下式</p><p><b>　　其中： </b></p><p>　　因此推出采液指數(shù)的表達式為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　上式中： （2-2）

19、 </p><p>　　-----對應(yīng)流壓時的總產(chǎn)液量；</p><p>　　----下純油IPR曲線的產(chǎn)油量；</p><p>　　---- 下水IPR曲線的產(chǎn)水量；</p><p><b>　　----含水率;</b></p><p>　?。ǘ㊣PR曲線的繪制</p>&

20、lt;p>　　Petrobras提出了一種計算三相流動IPR曲線的方法，Petrobras方法計算綜合IPR曲線的實質(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)已知測試點計算采液指數(shù)時，可按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量或流壓時，可按流壓加權(quán)平均。</p><p>　　（1）已知原始生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)：fw = 20%,Qo = 6t∕d</p><p><b>　　所以

21、：</b></p><p><b>　　流壓與產(chǎn)量的關(guān)系</b></p><p>　　產(chǎn)液量與流壓的關(guān)系曲線</p><p><b>　　IPR曲線（圖1）</b></p><p>　?。?）已知設(shè)計數(shù)據(jù)：fw = 50%,Qo = 4t∕d</p><p>&l

22、t;b>　　所以： ，</b></p><p><b>　　流壓與產(chǎn)量的關(guān)系</b></p><p>　　產(chǎn)液量與流壓的關(guān)系曲線（圖2）</p><p>　　. </p><p><b>　　IPR曲線</b>

23、</p><p>　?。ㄈ┯稍O(shè)計數(shù)據(jù)和IPR曲線計算井底流壓和動液面</p><p>　　由設(shè)計數(shù)據(jù)：fw = 50%, Qo = 4t∕d</p><p><b>　　，</b></p><p>　　查IPR流入流出動態(tài)曲線圖可知： Pwf =5.53 MPa.</p><p>　　

24、也可以有下式求解Pwf</p><p><b>　　當(dāng)時，（其中）</b></p><p>　　(2-3) </p><p>　　按流壓加權(quán)平均值計算：</p><p>　　--對應(yīng)產(chǎn)量下純油IPR曲線上的流壓；</p><p>　　--對應(yīng)產(chǎn)量下水IPR曲線上的流壓。</p>

25、<p>　　用組合IPR曲線計算：</p><p>　　=0.125[-1+] (2-4)</p><p>　　用恒定的生產(chǎn)指數(shù)公式計算有：</p><p>　　= (2-5)</p><p>　　于是有：

26、）+0.125（1-）[-1+]</p><p>　　代入：=17Mpa，fw =50%;Pb=12MPa,Qt=9.35m³∕d；Qb=4.485m³∕d,Qomax=10.465m³∕d；Jl =0.897 m³∕MPa；</p><p>　　解得：Pwf =5.53MPa</p><p><b>　　計算動液面

27、</b></p><p>　　由井底流壓與沉沒度的關(guān)系得：含水井正常抽油時，泵吸入口以上的油套環(huán)形空間流體不會發(fā)生流動。因此，油水由于密度差而發(fā)生重力分異，使泵吸入口以上的環(huán)行空間的液柱中不含水，而在吸入口以下為油水混合物。</p><p>　　(2-6) </p><p>　　式中：---流壓，MPa；</p><p>

28、;　　H---油層中部深度，m；</p><p>　　L----泵掛深度，m；</p><p><b>　　---沉沒度，m；</b></p><p>　　g---重力加速度， m/s；</p><p>　　---吸入口以上環(huán)行空間的油柱平均密度，kg/m；</p><p>　　---套壓，MPa

29、；</p><p><b>　　假設(shè),</b></p><p>　　代入：=5.53Mpa,H=2146m,,,。</p><p>　　解得：L=2114m。</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　動液面深度為：。</b>

30、;</p><p><b>　　三、工作參數(shù)的確定</b></p><p>　　（一）作充滿程度與下泵深度（沉沒度）關(guān)系曲線</p><p>　　由摘自采油技術(shù)手冊（第三版）公式：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　如(圖3)所示，將等效到泵

31、吸入口壓力時：</p><p>　　g+ （3-2） </p><p>　　將（3-2）式代入（3-1）式中：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　假設(shè)泵徑選擇28mm時：</p><p>　

32、　0.25=0.25）</p><p><b>　　=0.25）</b></p><p>　　=0.25×0.095</p><p>　　?。海障扼w積百分數(shù)）為0.1，</p><p>　　考慮彈性形變影響 </p><p>　　由油藏物理性質(zhì)可知：</p>&

33、lt;p>　　Rgo=870.856=74.47</p><p><b>　　天然氣相對密度</b></p><p><b>　　原油溫度</b></p><p><b>　　油藏壓力</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算：</b><

34、;/p><p>　　根據(jù)沉沒度與充滿程度的關(guān)系得：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　又已知=0.856g∕cm³，K=0.1即有：</p><p>　　充滿程度與沉沒度的關(guān)系</p><p>　　充滿程度與沉沒度的關(guān)系曲線</p><p

35、><b>　?。ǘ┏踹x下泵深度</b></p><p>　　由（圖5）充滿程度和沉沒度的關(guān)系可知：</p><p><b>　　當(dāng)時，沉沒度</b></p><p>　　由設(shè)計數(shù)據(jù)得： pw f =5.53Mpa , Qt=9.35(m3／d)</p><p>　　代入數(shù)據(jù)即：5.53=

36、[（2146－Lp）×0.928×9.81+600×0.856×9.81]×10￣³+0.2</p><p>　　得：Lp =2114m</p><p>　　由產(chǎn)液量和下泵深度選擇抽油機和泵徑</p><p>　　沉沒度和下泵深度與抽油機選取關(guān)系圖</p><p><b>

37、　　各類抽油機參數(shù)表</b></p><p>　　已知： Lp =2114m </p><p>　　Qt=9.35(m3／d)</p><p>　　在《游梁式抽油機（短沖程中）選擇圖解》中由Lp =2114m, Qt=9.35(m3／d)</p><p>　　得交點a，由a所在區(qū)域選用抽油機為：CYJ7－2.

38、1－26F</p><p>　　a，由a所在區(qū)域選用抽油機為：</p><p><b>　　選定抽油機型號參數(shù)</b></p><p>　　所對應(yīng)的抽油機選擇泵徑：Dp=28mm。選擇抽油桿柱組合：25mm×22mm×19mm,</p><p><b>　　油管直徑73mm</b>

39、;</p><p>　　（三）確定沖程和沖次</p><p><b>　　由加速因子公式得：</b></p><p>　　條件：選擇沖程和沖次時，應(yīng)保證加速因子</p><p>　　取抽油機的懸點最大沖程：S =2.1m.</p><p><b>　　初選沖次為 ：</b>&

40、lt;/p><p><b>　?。ㄋ模┏橛蜅U柱設(shè)計</b></p><p>　　表3-4 抽油桿強度級別和對應(yīng)的抗拉強度表</p><p>　?。?）抽油桿柱下部加重桿設(shè)計方法及步驟</p><p>　　計算泵筒與柱塞間半干摩擦力</p><p>　　計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生的對柱塞底

41、部向上推力</p><p>　　計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生對柱塞底部的向上推力</p><p>　　計算作用抽油桿柱底部液體上浮力</p><p>　　計算下沖程時抽油桿柱底部所受的總下行阻力</p><p><b>　　計算需配加重桿長度</b></p><p>　　選擇所用的加重桿的直

42、徑為32mm，則</p><p>　　加重桿上部抽油桿柱組合設(shè)計方法與步驟</p><p>　　計算各級抽油桿柱長度</p><p>　　抽油桿長度L=Lp－Lw =2114－23.9 =2090.1(m)</p><p><b>　　抽油桿組合參數(shù)</b></p><p><b>　　

43、=0.118</b></p><p><b>　　=0.136</b></p><p>　　X3=1－0.118－0.136=0.746</p><p>　　L3=2090.1-246.6-284.3=1559.2m</p><p>　　2）求抽油桿柱按長度加權(quán)平均橫截面積</p><p&

44、gt;　　3）計算油管柱金屬部分面積</p><p>　　4）計算抽油桿柱在液體中重力</p><p>　　各級抽油桿柱在空氣中重力</p><p>　　加重桿在空氣中的重力</p><p>　　所以抽油桿柱在液體中總重力為</p><p>　　5）計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷</p><p&g

45、t;　　6）計算抽油機從沖程開始到液柱載荷加載完畢時（初變</p><p><b>　　形期）曲柄轉(zhuǎn)角</b></p><p>　　7）計算變形分布系數(shù)</p><p>　　8）計算懸點最大，最小載荷</p><p><b>　　9）校核疲勞強度</b></p><p>&l

46、t;b>　　抽油桿的使用系數(shù)</b></p><p>　　10）計算曲柄最大扭矩</p><p><b>　　（五）計算泵效：</b></p><p>　　在抽油機井生產(chǎn)過程中,實際產(chǎn)量Q一般都比理論產(chǎn)量Qt要低,兩者的比值叫泵效,用表示,即:=Q/Qt</p><p>　　在正常情況下,若泵效為0.7

47、---0.8,就認為泵的工作狀況是良好的. 有些帶噴井的泵效可能接近或大于1.礦場實踐表明,平均泵效大都低于0.7, 甚至有的油井泵效低于0.3. 影響泵效的因數(shù)很多, 但從深井泵工作的三個基本環(huán)節(jié)(柱塞讓出體積,液體進泵,液體從泵內(nèi)排出)來看,可歸結(jié)為以下三個方面:</p><p>　?。?）抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮.根據(jù)深井泵的工作特點, 抽油桿柱和油管柱在工作過程中因承受著交變載荷而發(fā)生彈性伸縮, 使柱塞

48、沖程小于光桿沖程, 所以減少了柱塞讓出的體積.</p><p>　?。?）氣體和充不滿的影響. 當(dāng)泵內(nèi)吸入氣液混合物后, 氣體占據(jù)了柱塞讓出的部分空間,或者當(dāng)泵的排量大于油層供油能力時液體來不及進入泵內(nèi),都會使進入泵內(nèi)的液體量減少.</p><p>　　（3）漏失影響. 柱塞與襯套的間隙及閥和其他連接部件間的漏失都會使實際排量減少. 只要保證泵的制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量, 在下泵后一定時期內(nèi),

49、漏失的影響是不大的. 但當(dāng)液體有腐蝕性或含沙時, 將會由于對泵的腐蝕和磨損使漏失迅速增加. 泵內(nèi)結(jié)蠟和沉沙都會使閥關(guān)閉不嚴, 甚至被卡, 從而嚴重破壞泵的工作. 在這些情況下, 除改善泵的結(jié)構(gòu)’提高泵的抗磨蝕性能外, 主要是采取防沙及防蠟措施, 以及定期檢泵來維持泵的正常工作.</p><p>　　(4)靜載荷作用下的柱塞沖程</p><p><b>　　沖程損失</b&g

50、t;</p><p>　　由于本題是多級桿柱；</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　柱塞，抽油桿，油管的截面積 </p><p>　　L---抽油桿總長度,m;</p><p>　　---液體密度，kg/;</p><p>　　E---鋼的彈

51、性模量，2.06Pa;</p><p>　　---動液面深度，m;</p><p>　　m---抽油桿級數(shù)；</p><p>　　---第i級抽油桿的長度，m;</p><p>　　---第i級抽油桿截面積，m;</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算：</b></p><p

52、><b>　　=0.304m</b></p><p>　　(2)考慮慣性載荷后柱塞沖程的計算：</p><p>　　(3-11) </p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　由于抽油桿上各點所承受的慣性力不同，計算中近似取平均值，即取懸點慣

53、性載荷的一半。將及代入=+，</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.044m</b></p><p><b>　　=0.8762</b></p><p><b>　　由上面計算得</b></p><p

54、><b>　　= =0.847</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。┊a(chǎn)量校核</b></p><p><b>　　泵的理論排量：</b></p><p>　　實際排量：Qt =9.35m³∕d&

55、lt;/p><p>　　理論排量與實際排量之間的絕對誤差E ，則</p><p>　　E =（Q－Qt）∕Q×100%= （9.87-9.35）/9.87=5.3%<10%, 滿足要求</p><p>　　所以，選擇結(jié)果：s=2.1m，n=5.3次/min</p><p>　　四、最優(yōu)泵效與下泵深度選擇</p>&l

56、t;p>　　由改組其他同學(xué)所得下泵深度和泵效的關(guān)系可得到下表和下圖：</p><p>　　由上圖可知：Lp=2070(m),此時泵效有最大值，即此時的泵效最高，沉沒度為Hs =550(m),泵效為57.18%。</p><p>　　同時得動液面深度：Lf =2070-550=1520(m)</p><p>　?。ㄒ唬┯僧a(chǎn)液量和下泵深度選擇抽油機和泵徑</

57、p><p>　　已知： Lp =2070m </p><p>　　Qt=9.35(m3／d)</p><p>　　在《油梁式抽油機（短沖程中）選擇圖解》中由Lp =2070m, Qt=9.35(m3／d)</p><p>　　得交點a，由a所在區(qū)域選用抽油機為：CYJ7－2.1－26F</p><p>

58、;　　a，由a所在區(qū)域選用抽油機為：</p><p><b>　　選定抽油機型號參數(shù)</b></p><p>　　所對應(yīng)的抽油機選擇泵徑：Dp=28mm。選擇抽油桿柱組合：25mm×22mm×19mm,</p><p><b>　　油管直徑73mm</b></p><p>　?。?/p>

59、二）確定沖程和沖次</p><p><b>　　由加速因子公式得：</b></p><p>　　條件：選擇沖程和沖次時，應(yīng)保證加速因子</p><p>　　取抽油機的懸點最大沖程：S =2.1m.</p><p><b>　　初選沖次為 ：</b></p><p><b

60、>　?。ㄈ┏橛蜅U柱設(shè)計</b></p><p>　　抽油桿強度級別和對應(yīng)的抗拉強度表</p><p>　　（1）抽油桿柱下部加重桿設(shè)計方法及步驟</p><p>　　計算泵筒與柱塞間半干摩擦力</p><p>　　計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生的對柱塞底部向上推力</p><p>　　計算液體通

61、過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生對柱塞底部的向上推力</p><p>　　計算作用抽油桿柱底部液體上浮力</p><p>　　計算下沖程時抽油桿柱底部所受的總下行阻力</p><p><b>　　計算需配加重桿長度</b></p><p>　　選擇所用的加重桿的直徑為32mm，則</p><p>　　加重

62、桿上部抽油桿柱組合設(shè)計方法與步驟</p><p>　　計算各級抽油桿柱長度</p><p>　　抽油桿長度L=Lp－Lw =2070－22.4 =2048(m)</p><p><b>　　抽油桿組合參數(shù)</b></p><p><b>　　=0.121</b></p><p&g

63、t;<b>　　=0.139</b></p><p>　　X3=1－0.121－0.139=0.74</p><p>　　L3=2048-248-285=1515m</p><p>　　2）求抽油桿柱按長度加權(quán)平均橫截面積</p><p>　　3）計算油管柱金屬部分面積</p><p>　　4）計

64、算抽油桿柱在液體中重力</p><p>　　各級抽油桿柱在空氣中重力</p><p>　　加重桿在空氣中的重力</p><p>　　所以抽油桿柱在液體中總重力為</p><p>　　5）計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷</p><p>　　6）計算抽油機從沖程開始到液柱載荷加載完畢時（初變</p><

65、;p><b>　　形期）曲柄轉(zhuǎn)角</b></p><p>　　7）計算變形分布系數(shù)</p><p>　　8）計算懸點最大，最小載荷</p><p><b>　　9）校核疲勞強度</b></p><p><b>　　抽油桿的使用系數(shù)</b></p><p

66、>　　10）計算曲柄最大扭矩</p><p><b>　　（四）計算泵效：</b></p><p>　　在抽油機井生產(chǎn)過程中,實際產(chǎn)量Q一般都比理論產(chǎn)量Qt要低,兩者的比值叫泵效,用表示,即:=Q/Qt</p><p>　　在正常情況下,若泵效為0.7---0.8,就認為泵的工作狀況是良好的. 有些帶噴井的泵效可能接近或大于1.礦場實踐表

67、明,平均泵效大都低于0.7, 甚至有的油井泵效低于0.3. 影響泵效的因數(shù)很多, 但從深井泵工作的三個基本環(huán)節(jié)(柱塞讓出體積,液體進泵,液體從泵內(nèi)排出)來看,可歸結(jié)為以下三個方面:</p><p>　　（1）抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮.根據(jù)深井泵的工作特點, 抽油桿柱和油管柱在工作過程中因承受著交變載荷而發(fā)生彈性伸縮, 使柱塞沖程小于光桿沖程, 所以減少了柱塞讓出的體積.</p><p>

68、　?。?）氣體和充不滿的影響. 當(dāng)泵內(nèi)吸入氣液混合物后, 氣體占據(jù)了柱塞讓出的部分空間,或者當(dāng)泵的排量大于油層供油能力時液體來不及進入泵內(nèi),都會使進入泵內(nèi)的液體量減少.</p><p>　?。?）漏失影響. 柱塞與襯套的間隙及閥和其他連接部件間的漏失都會使實際排量減少. 只要保證泵的制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量, 在下泵后一定時期內(nèi), 漏失的影響是不大的. 但當(dāng)液體有腐蝕性或含沙時, 將會由于對泵的腐蝕和磨損使漏失迅速增加

69、. 泵內(nèi)結(jié)蠟和沉沙都會使閥關(guān)閉不嚴, 甚至被卡, 從而嚴重破壞泵的工作. 在這些情況下, 除改善泵的結(jié)構(gòu)’提高泵的抗磨蝕性能外, 主要是采取防沙及防蠟措施, 以及定期檢泵來維持泵的正常工作.</p><p>　　(4)靜載荷作用下的柱塞沖程</p><p><b>　　沖程損失</b></p><p>　　由于本題是多級桿柱；</p>

70、;<p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　柱塞，抽油桿，油管的截面積 </p><p>　　L---抽油桿總長度,m;</p><p>　　---液體密度，kg/;</p><p>　　E---鋼的彈性模量，2.06Pa;</p><p>　　---動液面深度，m

71、;</p><p>　　m---抽油桿級數(shù)；</p><p>　　---第i級抽油桿的長度，m;</p><p>　　---第i級抽油桿截面積，m;</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算：</b></p><p><b>　　=0.2984m</b></p>

72、<p>　　(2)考慮慣性載荷后柱塞沖程的計算：</p><p>　　(3-11) </p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　由于抽油桿上各點所承受的慣性力不同，計算中近似取平均值，即取懸點慣性載荷的一半。將及代入=+，</p><p><b>

73、;　　=</b></p><p><b>　　=0.040m</b></p><p><b>　　=0.877</b></p><p><b>　　由上面計算得</b></p><p><b>　　= =0.847</b></p>

74、<p><b>　　=</b></p><p><b>　?。ㄎ澹┊a(chǎn)量校核</b></p><p><b>　　泵的理論排量：</b></p><p>　　實際排量：Qt =9.35m³∕d</p><p>　　理論排量與實際排量之間的絕對誤差E ，則&l

75、t;/p><p>　　E =（Q－Qt）∕Q×100%= （10.24-9.35）/10.24=8.7%<10%, 滿足要求</p><p>　　所以，選擇結(jié)果：s=2.1m，n=5.5次/min</p><p><b>　?。┏橛蜋C校核</b></p><p><b>　　a.水功率</

76、b></p><p><b>　　b.光桿功率</b></p><p><b>　　c.井下功率</b></p><p><b>　　電動機實際輸出功率</b></p><p><b>　?。ㄆ撸┙Y(jié)論</b></p><p>

77、　?。ò耍┐_定平衡半徑（平衡重）</p><p>　　根據(jù)抽油機選定型號CYJ7－2.1－26F，可知為復(fù)合平衡方式：</p><p>　　查《采油工程手冊》得抽油機型號CYJ7－2.1－26F</p><p>　　結(jié)構(gòu)不平衡重1.42KN</p><p>　　單塊曲柄質(zhì)量710Kg</p><p><b>

78、　　曲柄平衡塊數(shù)4</b></p><p>　　單塊平衡塊質(zhì)量790Kg</p><p>　　因此，曲柄平衡塊總重：</p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　游梁平衡塊總重：</b></p><p><b>　　KN<

79、/b></p><p><b>　　五</b></p><p>　　一 繪制下泵深度與泵效關(guān)系曲線</p><p>　　一．改變沉沒度計算泵效，相應(yīng)數(shù)據(jù)如下表5-1所示</p><p>　　沉沒度（下泵深度）與泵效的關(guān)系</p><p>　　二．繪制下泵深度與泵效關(guān)系曲線</p>

80、;<p>　　下泵深度與泵效關(guān)系曲線</p><p>　　二 最優(yōu)下泵深度下的參數(shù)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)下泵深度和泵效關(guān)系曲線，優(yōu)選下泵深度為2070m，相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　一.選擇抽油機型號及抽吸參數(shù)為：</p><p>　　抽油機型號：CYJ7－2.1－26F</p><p&

81、gt;<b>　　泵徑：28mm</b></p><p>　　沖程：S=2.1m</p><p>　　沖次：n=5.5次/min</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　二.選用普通碳鋼材料的抽油桿，抽油桿柱組合如表5—2。</p><p><

82、;b>　　抽油桿柱組合及參數(shù)</b></p><p>　　三.計算泵效校核產(chǎn)量</p><p><b>　　產(chǎn)量校核：</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　四.抽油機校核</b></p><p&

83、gt;<b>　　懸點最大載荷校核：</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　最大扭矩校核：</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　六 電機選型、確定泵型、間隙等級及平衡半徑&l

84、t;/p><p>　　一 計算拖動裝置功率，選擇電機型號和功率</p><p>　　由《采油工程原理與設(shè)計》132頁3—78式計算需要電動機的功率，得</p><p>　　由《采油技術(shù)手冊 上冊》434頁表5—34，選用電機型號為YCCH180，其主要性能參數(shù)如表所示6—1。</p><p>　　YCCH180電機主要性能參數(shù)</p&g

85、t;<p><b>　　二 確定平衡半徑</b></p><p>　　由于CYJ7－2.1－26F型抽油機的主要參數(shù)如表6—2。</p><p>　　CYJ7－2.1－26F型抽油機的主要參數(shù)</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)，根據(jù)《采油工程原理與設(shè)計》119頁3—50式計算平衡半徑。</p><p>　　

86、三 確定泵型及其間隙等級</p><p>　　由于該井的下泵深度較淺且產(chǎn)量很小，所以選用桿式泵。間隙等級選用I級（20—70mm）。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　1. 通過兩周的采油工程課程設(shè)計，使我從其中學(xué)習(xí)了很多的從書本里學(xué)不到的東西，包括動手能力及設(shè)計思路和方法，我可以從另外的角度去學(xué)習(xí)采油工程這門

87、課程，為我們以后的實習(xí)與工作打下了堅實的基礎(chǔ)。有桿泵抽油系統(tǒng)包括油層、井筒流動、機-桿-泵和地面出油管線到油氣分離器。有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計主要是選擇機、桿、泵、管以及抽汲系數(shù)，并預(yù)測其工況指標(biāo)，使整個系統(tǒng)高效而安全的工作。</p><p>　　2.我希望能通過這次課程設(shè)計對自己這一段時間對采油工程學(xué)習(xí)做出的總結(jié),同時為將來工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的學(xué)習(xí)生活打下一個良好

88、的基礎(chǔ)?？偟恼f來,雖然在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績,但同時也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計的價值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認真,以認真踏實的態(tài)度去學(xué)習(xí)，把這些再用到今后的工作中去。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 《采油工程原理與設(shè)計》 張琪 主編 中國石油大學(xué)出版社；</p>