抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 目 錄1.前言11.1. 設(shè)計(jì)的目的意義11.2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容12. 基本理論22.1. 油井產(chǎn)能22.2.井溫分布計(jì)算32.3.原油粘溫關(guān)系42.4.泵吸入口壓力42.5.下泵深度42.6.確定沖程和沖次52.7.確定泵徑52.8.懸點(diǎn)載荷計(jì)算及抽油桿強(qiáng)度校核方法52.9.確定抽油桿直徑及組合72.10.計(jì)算與校核載荷72.11.計(jì)算與校核扭矩72.12.計(jì)算需要的電機(jī)功率83. 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序93.1. 設(shè)計(jì)框圖93.1.1. 抽油機(jī)井系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖93.1.2抽油桿柱設(shè)計(jì)框圖103.2. 程序截圖113.3. 計(jì)算機(jī)程序134. 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析144.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)144.1.1

2、. 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)144.1.2. 原油粘度溫度關(guān)系數(shù)據(jù)144.1.3. 抽油桿基本參數(shù)表144.1.4. 抽油機(jī)基本參數(shù)154.2.設(shè)計(jì)結(jié)果164.2.1.油井產(chǎn)能164.2.3.原油粘溫關(guān)系174.2.4.下泵深度184.2.5.確定沖程和沖次184.2.7.確定抽油桿直徑及組合184.2.8.計(jì)算與校核載荷184.2.9.計(jì)算與校核扭矩184.2.10.計(jì)算需要的電機(jī)功率194.3.結(jié)果分析195.認(rèn)識(shí)和結(jié)論206.參考文獻(xiàn)217.附錄22東 北 石 油 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)課 程 石油工程課程設(shè)計(jì) 題 目 抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 石油工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教

3、師 2014年 07月18日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程石油工程課程設(shè)計(jì)題目抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)石油工程姓名學(xué)號(hào)主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，通過編程，完成抽油井系統(tǒng)從油層到地面的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,最終選出三抽設(shè)備抽油泵、抽油桿、抽油機(jī)。1. 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 計(jì)算出油井溫度分布； 通過回歸分析確定原油粘溫關(guān)系表達(dá)式； 確定出油井的合理下泵深度； 確定合適的沖程、沖次； 選擇合適的抽油泵； 確定抽油桿直徑及組合； 計(jì)算出懸點(diǎn)的最大、最小載荷； 選出合適的抽油機(jī)。2. 設(shè)計(jì)基本要求：要求學(xué)生選擇一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，最終以設(shè)

4、計(jì)報(bào)告的形式完成本專題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)報(bào)告的具體內(nèi)容如下： 前言； 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 基本理論； 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序； 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析； 認(rèn)識(shí)和結(jié)論； 參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)報(bào)告采用統(tǒng)一格式打印，要求圖表清晰、語言流暢、書寫規(guī)范，論據(jù)充分、說服力強(qiáng)，達(dá)到工程設(shè)計(jì)的基本要求。3. 主要參考資料：王常斌等. 石油工程設(shè)計(jì). 大慶石油學(xué)院校內(nèi)自編教材陳濤平等. 石油工程. 石油工業(yè)出版社，2000萬仁溥等. 采油技術(shù)手冊(cè)第四分冊(cè)機(jī)械采油技術(shù). 石油工業(yè)出版社，1993 完成期限 2014.6.302014.7.18 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2014年6月30日目 錄1.前言11.1.設(shè)計(jì)的目的意義11.2.設(shè)計(jì)的主

5、要內(nèi)容12.基本理論22.1.油井產(chǎn)能22.2.井溫分布計(jì)算22.3.原油粘溫關(guān)系22.4.井底流壓22.5.泵吸入口壓力22.6.下泵深度22.7.確定沖程和沖次32.8.確定泵徑32.9.懸點(diǎn)載荷計(jì)算及抽油桿強(qiáng)度校核方法32.10.確定抽油桿直徑及組合32.11.計(jì)算與校核載荷32.12.計(jì)算與校核扭矩32.13.計(jì)算需要的電機(jī)功率43.設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序53.1.設(shè)計(jì)框圖53.2.程序截圖53.3.計(jì)算機(jī)程序54.設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析64.1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)64.2.設(shè)計(jì)結(jié)果84.3.結(jié)果分析95.認(rèn)識(shí)和結(jié)論106.參考文獻(xiàn)117.附錄12 1.前言1.1. 設(shè)計(jì)的目的意義通過一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利

6、用利用所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地完成并提交整個(gè)抽油井系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，從而掌握抽油井系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的選擇設(shè)計(jì)方法，將理論知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問題中去。通過該專題設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的運(yùn)用能力，掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)的綜合能力，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用技能，以及解決實(shí)際問題的工程應(yīng)用能力。1.2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，通過編程，完成抽油井系統(tǒng)從油層到地面的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終選出三抽設(shè)備抽油泵、抽油桿、抽油機(jī)。1) 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：2) 計(jì)算出油井溫度分布；3) 通過回歸分析確定原油粘溫關(guān)系表達(dá)式；4) 確定出油井的合理下泵深度；5) 確定合適的沖程、沖

7、次；6) 選擇合適的抽油泵；7) 確定抽油桿直徑及組合；8) 計(jì)算出懸點(diǎn)的最大、最小載荷；9) 選出合適的抽油機(jī)。2. 基本理論2.1. 油井產(chǎn)能所謂油井產(chǎn)能，是指油井的生產(chǎn)能力，常用采油指數(shù)來衡量。采油指數(shù)是指油井產(chǎn)量隨流壓的變化率，用公式表示為：（3-1）采油指數(shù)大小，反映了油層物性、流體參數(shù)、泄油面積以及完井條件對(duì)油井產(chǎn)量的綜合影響。（1） 對(duì)于單相滲流（），由于各參數(shù)隨壓力變化很小，可忽略這種變化，流入動(dòng)態(tài)曲線則呈現(xiàn)線性關(guān)系，即： （3-2）（2） 對(duì)于兩相滲流（），流入動(dòng)態(tài)曲線則呈非線性關(guān)系，可由沃格爾方程來描述，即： （3-3）（3) 對(duì)于單相與兩相組合型（），則流入動(dòng)態(tài)方程為一分

8、段函數(shù)，可由如下一組方程表達(dá)： （3-4）（3-5） （3-6） （3-7）其中是通過試油來確定的：若pwf>pb,則 （3-8）若pwf<pb,則 （3-9）根據(jù)以上相應(yīng)的產(chǎn)能計(jì)算公式，便可繪制出油井的流入動(dòng)態(tài)曲線。利用該曲線，便可確定出設(shè)計(jì)排量（開發(fā)方案或調(diào)整方案中給出）所對(duì)應(yīng)的井底流壓pwf值，以便進(jìn)一步根據(jù)油井條件確定沉沒度，最終確定下泵深度。當(dāng)設(shè)計(jì)排量未知時(shí)，可根據(jù)油井條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，確定出設(shè)計(jì)排量大小。確定時(shí)，應(yīng)注意使q0/q0max的值具有一個(gè)合理水平。其值越大，油井產(chǎn)量就越高，但井底壓力過低將增加舉升的難度；反之，液面過高而產(chǎn)量過小，將不能充分發(fā)揮出油井產(chǎn)量的作用。

9、2.2.井溫分布計(jì)算由地面到油層溫度是按地溫梯度逐漸增加的。所謂地溫梯度，即深度每增加100米地層溫度的升高值。而在井筒中，由于地層流體不斷地向上流動(dòng)，地層流體便作為熱載體將熱量不斷地?cái)y帶上來，通過套管、水泥環(huán)向地層傳導(dǎo)。因此，井溫總是比地溫要高。原油的粘度隨溫度變化非常敏感，即表現(xiàn)為升溫降粘特性。實(shí)際中，應(yīng)采用井溫而不應(yīng)采用地溫來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)于稀油井，由于摩擦載荷很小，用地溫代替井溫對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生較大誤差；但對(duì)于稠油井來說，必須采用井溫而不能用地溫。地溫的計(jì)算公式為：（3-10）井溫的計(jì)算公式為： （3-11）式中 油管中距井底l位置處原油溫度，；k1總傳熱系數(shù)，w/(m·

10、)；to井底原油溫度，；m地層溫度梯度，/m；q1內(nèi)熱源，w/m。在同一口井中，地溫梯度m和井底溫度都是不變的，傳熱系數(shù)k1則受地層物性和地層熱阻、油管環(huán)形空間介質(zhì)及其物性和油井的產(chǎn)量等多種因素的影響，而產(chǎn)量對(duì)的影響較小。故在一定的地層條件及井筒狀況下，也可近似地認(rèn)為k1為一常數(shù)。這樣，整個(gè)井筒的溫度分布就只受與油井產(chǎn)量有關(guān)的水當(dāng)量w和距井底的距離l的影響。水當(dāng)量可如下計(jì)算：w = mo co + mw cw； （3-12）式中 mo：地層油的質(zhì)量流量，kg/s；mw：地層水的質(zhì)量流量，kg/s；co：地層油的比熱，w/（g·）； cw：地層水的比熱，w/（g·）；將已知數(shù)

11、據(jù)代入方程，可計(jì)算出任意深度所對(duì)應(yīng)的油井溫度，由此溫度便可以計(jì)算出處于該深度處原油的粘度，從而可以進(jìn)一步計(jì)算摩擦載荷、選擇抽油設(shè)備。根據(jù)上式可以計(jì)算出任一深度處的井溫和地溫值，然后繪制出井溫地溫分布曲線。2.3.原油粘溫關(guān)系 將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)原油粘溫?cái)?shù)據(jù)通過回歸分析，發(fā)現(xiàn)原油粘度隨溫度的變化服從指數(shù)規(guī)律，可用下式表達(dá)： （3-13）式中 原油的動(dòng)力粘度，mpa·s；t 原油的溫度，；a 系數(shù)常數(shù)；b 溫度指數(shù)。對(duì)于不同區(qū)塊原油，a、b的取值不同。2.4.泵吸入口壓力泵吸入口壓力是確定下泵深度的重要參數(shù)，主要根據(jù)設(shè)計(jì)沉沒度來估算。沉沒段油、水混合液的平均密度為： （3-14）泵吸入口壓力：

12、（3-15）2.5.下泵深度下泵深度是抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，它決定了抽油桿的總長(zhǎng)度，并且影響著懸點(diǎn)載荷、沖程損失以及泵效。下泵深度主要是根據(jù)井底流壓與泵吸入口壓力的差值，應(yīng)用相應(yīng)的方法來確定，確定方法主要有三類： 將油、氣、水看成是三相，應(yīng)用相應(yīng)的相關(guān)式來計(jì)算； 將油、水處理成液相，這樣便應(yīng)用氣、液兩相垂直管流理論來計(jì)算； 是對(duì)于象稠油井氣體較少,從而可不考慮氣體,只考慮單相液體進(jìn)行估算。這里采用單相估算法。 2.6.確定沖程和沖次沖程和沖次是確定抽油泵直徑、計(jì)算懸點(diǎn)載荷的前提，選擇原則為：1) 一般情況下應(yīng)采用大沖程較小泵徑的工作方式。這樣，即可以減小氣體對(duì)泵效的影響，也可以降低液柱載荷

13、，從而減小沖程損失。 2) 如原油比較稠，一般選用大泵徑、大沖程和低沖次的工作方式。 3) 對(duì)于連抽帶噴的井，則選用高沖次快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。 4) 深井抽汲時(shí)，要充分注意振動(dòng)載荷影響的s和n配合不利區(qū)。5) 所選擇的沖程和沖次應(yīng)屬于抽油機(jī)提供的選擇范圍之內(nèi)。6) 所選擇的的沖程和沖次，應(yīng)與下面的泵徑相互配合，滿足設(shè)計(jì)排量的要求。2.7.確定泵徑根據(jù)設(shè)計(jì)排量，及上一步確定的沖程、沖次，按照泵的實(shí)際排量公式來確定。 （3-16）式中 q 泵的實(shí)際排量，m3/d； 泵徑，m；s 光桿沖程，m；n 沖次，1/min； 泵效，小數(shù)，取0.7。計(jì)算得出，再?gòu)某橛捅玫囊?guī)格參數(shù)表中選出最為接近計(jì)算值的

14、泵徑。2.8.懸點(diǎn)載荷計(jì)算及抽油桿強(qiáng)度校核方法 懸點(diǎn)載荷計(jì)算在下泵深度及沉沒度不是很大，井口回壓及沖次不是很高的油井內(nèi)，在計(jì)算最大和最小載荷時(shí)，通?？梢院雎哉駝?dòng)、沉沒壓力、井口回壓、液柱慣性產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷，此時(shí)，懸點(diǎn)最大和最小載荷可表示為： （3-17） （3-18）式中 、 懸點(diǎn)承受的最大和最小載荷，kn； 上沖程中抽油桿柱所受的重力與浮力之差產(chǎn)生的載荷，kn； 下沖程中液柱的重力與對(duì)抽油桿的浮力產(chǎn)生的載荷，kn；、 上、下沖程中抽油桿產(chǎn)生的最大慣性載荷，kn；、 上、下沖程中的最大摩擦載荷，kn。其中： （3-19） （3-20） （3-21） （3-22） （3-23） （3-24） 式

15、中 l 抽油桿長(zhǎng)度，m；s 抽油桿材料的密度，kg/m3；l 抽汲液的密度，kg/ m3；fr 抽油桿截面積, m2；fp 抽油泵活塞截面積，m2；fo 游動(dòng)凡爾孔截面積，m2；r 抽油機(jī)曲柄回旋半徑，m；l 抽油機(jī)連桿長(zhǎng)度，m；frl 抽油桿與液柱之間的摩擦力，n； 凡爾流量流數(shù)。其中 （3-25）式中 井內(nèi)液體的動(dòng)力粘度，pa·s；m 油管內(nèi)徑與抽油桿直徑之比，；dt 油管內(nèi)徑，m；dr 抽油桿直徑，m；vmax 抽油桿柱最大下行速度，m/s；vmax可按懸點(diǎn)最大運(yùn)動(dòng)速度來計(jì)算，當(dāng)采用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型時(shí)，其值為： （3-26） 抽油桿強(qiáng)度校核抽油桿柱在工作時(shí)承受著交變負(fù)荷，因此，抽油

16、桿受到非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力的作用。其強(qiáng)度條件為：c -1 （3-27）式中 c 抽油桿的折算應(yīng)力；-1 非對(duì)稱循環(huán)疲勞極限應(yīng)力，與抽油桿的材質(zhì)有關(guān)。其中： （3-28） （3-29）式中 a 循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)力幅值。2.9.確定抽油桿直徑及組合當(dāng)下泵深度確定后，抽油桿的總長(zhǎng)度便確定下來。下面將進(jìn)一步確定抽油桿的直徑及組合。抽油桿的直徑及組合是抽油井系統(tǒng)選擇設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，確定的具體步驟如下： 以抽油泵處為起點(diǎn)。其高度為 ， 假定一個(gè)液柱載荷w10(初值)； 給定最下一級(jí)抽油桿直徑(最小直徑)； 設(shè)計(jì)算段長(zhǎng)度，則該計(jì)算段的起點(diǎn)高度為，末點(diǎn)高度為：+ ， （3-30）如果h1> h時(shí)，則令h1= h，

17、該段的長(zhǎng)度應(yīng)為： （3-31）該計(jì)算段的平均高度為，計(jì)算該點(diǎn)的溫度和混合物的粘度。 分別計(jì)算該計(jì)算段的最大載荷pmax與最小載荷pmin。 分別計(jì)算累積最大和最小載荷：， （3-32） 計(jì)算抽油桿的折算應(yīng)力c，進(jìn)行該段抽油桿強(qiáng)度校核； 如不滿足強(qiáng)度要求，則換次一級(jí)抽油桿直徑，返回到步驟重新計(jì)算； 如滿足強(qiáng)度要求，則以 h1作為下一計(jì)算段的起點(diǎn)h0，進(jìn)行下一段計(jì)算； 當(dāng)h0 = h時(shí)則結(jié)束，否則返回到步驟繼續(xù)計(jì)算，直到h0 = h為止； 校核液柱載荷。如果計(jì)算值與假設(shè)值的誤差達(dá)到精度要求，則計(jì)算結(jié)束；如果未達(dá)到精度要求，則以計(jì)算值作為新的假設(shè)值，重新計(jì)算。2.10.計(jì)算與校核載荷 在進(jìn)行抽油桿直

18、徑及組合確定計(jì)算結(jié)束時(shí)，便可得到懸點(diǎn)的最大載荷和最小載荷。2.11.計(jì)算與校核扭矩曲柄軸處的最大扭矩可采用如下任一公式計(jì)算： （3-38）式中 曲柄軸最大扭矩，kn·m；s 光桿沖程，m； 懸點(diǎn)最大載荷，n； 懸點(diǎn)最小載荷，n。2.12.計(jì)算需要的電機(jī)功率 電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率可如下計(jì)算： （3-39） 式中 電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率，kw; 曲柄軸最大扭矩，n·m； 沖次，min-1； 傳動(dòng)效率，取0.9。3. 設(shè)計(jì)框圖和計(jì)算機(jī)程序3.1. 設(shè)計(jì)框圖3.1.1. 抽油機(jī)井系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算溫度場(chǎng)分布確定井底流壓確定沉沒度、沉沒壓力確定泵徑確定下泵深度初選抽油機(jī)、

19、確定沖程沖次選擇抽油桿及組合校核抽油機(jī)校核減速箱扭矩校核電機(jī)功率打印結(jié)果yn結(jié)束3.1.2抽油桿柱設(shè)計(jì)框圖h0=hp,h1=0給dr()賦值假設(shè)wl0pmax= wl0+上沖程常量pmin=下沖程常量給定hj=1l(j)=0dr= dr(j)h1= h0+h= h0+h/2計(jì)算dpmax=dwr+diru+dfudpmin=dwr-dird-dfdpmax= pmax+dpmaxpmin= pmin+dpminh1h計(jì)算wl進(jìn)行下步計(jì)算h0= h1l(j)= h1 h0hpmax= pmaxdpmaxpmin= pmindpminj= j+1l(j)=0dr= dr(j)h0+h>hh=

20、h- h0（wlwl0）wl0=（wl0+ wl）/2nyyyynyy3.2. 程序截圖3.3. 計(jì)算機(jī)程序見附錄。 4. 設(shè)計(jì)結(jié)果及結(jié)果分析4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4.1.1. 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)表4-1 抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)井號(hào) cy0016油層深度(m) 1575油管內(nèi)徑(mm) 88.9 套管直徑(mm) 190 地溫梯度(/100m) 3.03井底溫度() 81 地層壓力(mpa) 12.21 飽和壓力(mpa) 11.18 傳熱系數(shù)(w/m) 2.57 試井產(chǎn)液(m3/d) 28.5試井流壓(mpa) 4.8體積含水率(%) 17.5原油密度(kg/m3) 980.52 地層水密度(kg/

21、m3) 1000 原油比熱(j/kg) 2175.52 地層水比熱(j/kg) 4318.58 設(shè)計(jì)沉沒度(m) 224.33 設(shè)計(jì)排量(m3/d) 27.34.1.2. 原油粘度溫度關(guān)系數(shù)據(jù)表4-2 原油粘度溫度關(guān)系數(shù)據(jù)原油溫度() 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85粘度(mpa.s) 2255 1391 903 611 428 308 227171 131 1034.1.3. 抽油桿基本參數(shù)表 表4-3 抽油桿基本參數(shù)許用應(yīng)力(n/mm2) 桿直徑(mm) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 90 16 19 22 25 29100 16 19 22 25 294.1.4

22、. 抽油機(jī)基本參數(shù)表4-4 抽油機(jī)基本參數(shù)序號(hào) 抽油機(jī)型號(hào) 生產(chǎn)廠家 最大載荷(kn) 最大扭矩 游梁前臂(mm) 游梁后臂(mm) 連桿長(zhǎng)度(mm) 曲柄半徑/沖程(mm/m) 沖次(1/min) 5 5-1.8-13hf 玉門 50 13 2100 1780 2100 380/0.90,500/1.20, 620/1.50,740/1.80 6,9,1210 5-2.7-26hb 大安 50 26 3210 2100 2137 380/1.10,500/1.50,620/1.90, 740/2.30,860/2.70 6,9,1216 6-2.5-26hb 江漢 60 26 2500 24

23、00 3200 670/1.80,990/2.20,1150/2.50 6,9,1220 8-3-48b 三機(jī) 80 48 3000 2500 3200 858/2.10,1013/2.50,1200/3 6,9,1226 8-3-53hb 大安 80 53 3450 2580 3160 670/1.80,810/2.20, 950/2.60,1090/3 6,9,1235 10-3-48hb 寶雞 100 48 3000 2000 3330 570/1.80,745/2.40,895/3 6,9,1237 10-3-53hb 三機(jī) 100 53 3000 2500 3200 858/2.10

24、,1013/2.50,1200/3 6,9,1247 y10-3-53hb 大安 100 53 3450 2580 3380 640/1.80,765/2.20, 890/2.60,1015/3 6,9,1253 y10-3-53hb 蘭通 100 53 3000 2200 3200 755/2.10,885/2.50,1045/3 6,9,1259 11-2.1-26b 寶雞 110 26 2820 2820 3026 780/1.58,922/1.88,1064/2.18 6,8,1261 q12-3.6-53b 寶雞 120 53 7925 6553 4295 1074/2.85,122

25、7/3.25,1380/3.66 8,1269 y12-4.8-73hb 二機(jī) 120 73 4800 2840 4200 800/2.80,1060/3.80,1209/4.80 6,8,1078 y12-5-74hb 大安 120 74 5600 4000 4640 1000/3,1200/3.60, 1400/4.30,1600/5 3,4,683 y14-4.8-73hb 江漢 140 73 4800 3048 3770 990/3.60,1100/4.20,1200/4.80 6,8,1087 q14-5-73hq 煙采 140 73 7150 3100 5780 970/4,106

26、0/5 4,5,694 16-30 大安 160 300 1200 800 2100 600/2,700/2.50,800/3 6,9,124.2.設(shè)計(jì)結(jié)果4.2.1.油井產(chǎn)能將已知數(shù)據(jù)代人采油指數(shù)公式得：= 4.92(m3/(d·mpa)=4.92×(12.21-11.18)=5.067 (m3/d)=30.56 (m3/d)設(shè)計(jì)排量qo>qb由：可得：pwf= 5.277(mpa)由上式還可以算各產(chǎn)量所對(duì)應(yīng)的井底流壓（數(shù)據(jù)見運(yùn)行結(jié)果），來繪制ipr曲線。 ipr曲線如圖4-1所示 圖4-1 ipr曲線4.2.2.井溫分布計(jì)算該井的井溫度分布如圖4-2所示： 圖4-

27、2 井溫與地溫曲線4.2.3.原油粘溫關(guān)系原油粘溫關(guān)系附合：經(jīng)確定,a=8330598912； b=4.100。原油粘溫關(guān)系曲線如圖4-3所示： 圖4-3 粘溫曲線4.2.4.下泵深度 經(jīng)確定，泵吸入口壓力為2.165mpa，下泵深度lp= 1252.623 (m)。4.2.5.確定沖程和沖次因?yàn)樗O(shè)計(jì)的抽油井系統(tǒng)為稠油井，因此需要選擇大沖程、低沖次的抽油機(jī)型作為程序設(shè)計(jì)所用來確定抽油泵徑。因此經(jīng)確定：s=3.66 (m)n=8 (1/min)4.2.6.確定泵徑由程序運(yùn)行結(jié)果試選擇泵徑為34.318 mm的桿式抽油泵，同時(shí)計(jì)算的閥孔直徑為20.423mm。泵型的選擇取決于油井條件，在1000

28、 m以內(nèi)的油井，含砂量小于0.2%，油井結(jié)蠟較嚴(yán)重或油較稠，應(yīng)采用管式泵；產(chǎn)量較小的中深或深井，可采用桿式泵。4.2.7.確定抽油桿直徑及組合由cy0016井號(hào)運(yùn)行程序可確定的抽油桿直徑及組合如下表許用應(yīng)力取 = 90 (n/mm2)項(xiàng)目一級(jí)桿二級(jí)桿三級(jí)桿四級(jí)桿五級(jí)桿直徑,mm16.0019.0022.0025.0029.00長(zhǎng)度,m1193.00059.6230.0000.0000.0004.2.8.計(jì)算與校核載荷計(jì)算的懸點(diǎn)最大載荷和最小載荷分別為：pmax= 33.45543 (kn)pmin= 12.42900(kn)4.2.9.計(jì)算與校核扭矩 曲柄軸處的最大扭矩可采用如下任一公式計(jì)算：

29、；取三者中最大的，由程序運(yùn)行最大扭矩結(jié)果得：= 48.379 ( kn·m)由于該抽油機(jī)的許用扭矩為=53 (kn·m) ，因此滿足扭矩要求。4.2.10.計(jì)算需要的電機(jī)功率電機(jī)實(shí)際輸出的最大功率可如下計(jì)算： 由程序計(jì)算得電機(jī)最大功率為nmax =20.601 (kw) 實(shí)際選擇時(shí)應(yīng)選擇功率稍大于計(jì)算值的電機(jī)（如25 kw）。4.3.結(jié)果分析由井溫與地溫曲線可知：對(duì)于1575 m井深，井底溫度為81時(shí)，井口溫度為42.04。而按地溫計(jì)算，井口溫度則為33.2775，井口處的井溫大于地溫8.7625，同時(shí)由圖也可見兩條曲線相距一定距離，故地溫與井溫有硬頂差距。因此地溫代替井溫

30、，將會(huì)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來很大的誤差，特別是溫度對(duì)粘度的影響，進(jìn)而影響摩擦載荷，影響抽油桿組合與抽油機(jī)選擇。 由粘溫曲線可知，原油的粘度是隨溫度的升高而下降，表現(xiàn)為升溫降粘的特性，而且原油的粘度越高，其隨溫度升高而下降的幅度就越來越大。同時(shí)可以看出，井筒中任一點(diǎn)處的溫度都不相同，將使原油及混合物的粘度變化很大，從而使得各段桿柱的摩擦載荷大不相同。為了使抽油桿柱設(shè)計(jì)結(jié)果更加符合實(shí)際，應(yīng)充分考慮井液粘度的變化情況。計(jì)算懸點(diǎn)載荷時(shí)，抽油桿柱與液柱之間的摩擦發(fā)生在下沖程，其摩擦力的方向向上，是稠油井內(nèi)抽油桿柱下行遇阻的主要原因。并且在高粘度大產(chǎn)量油井內(nèi)，液體通過游動(dòng)閥產(chǎn)生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主

31、要原因，對(duì)懸點(diǎn)載荷也會(huì)造成不可忽略的影響。隨著井溫的增大，最大載荷減小，最小載荷增加 ，扭矩增加。所選抽油機(jī)型號(hào)與各項(xiàng)參數(shù)能很好地適應(yīng)該井，抽油桿組合也能在經(jīng)濟(jì)有效的前提下進(jìn)行生產(chǎn)。 5.認(rèn)識(shí)和結(jié)論 本次抽油機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化課程設(shè)計(jì)共歷時(shí)三周，在第一周主要強(qiáng)化設(shè)計(jì)所用的理論基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)c+builder的基礎(chǔ)操作知識(shí)，明確了設(shè)計(jì)要求及目的：符合油層及油井工作條件，充分發(fā)揮油層產(chǎn)能，設(shè)備利用效率較高且有較長(zhǎng)的免修期，并且具有較高的系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)（如高粘原油）等問題，依據(jù)指導(dǎo)書的設(shè)計(jì)框圖和關(guān)鍵環(huán)節(jié)編程草稿，整體分析設(shè)計(jì)過程中可能遇到的困難，以最大程度上接近最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果。 在第二

32、、三周的上機(jī)編程過程中，每天學(xué)習(xí)很長(zhǎng)時(shí)間，我深刻體會(huì)到各種成果的來之不易。在編程過程中，我把所知道的程序設(shè)計(jì)思想與學(xué)科實(shí)際緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉，學(xué)以致用。同時(shí)我體會(huì)到，編程需要嚴(yán)密且邏輯性很強(qiáng)的思維，更重要的是分析錯(cuò)誤解決問題時(shí)的耐心與冷靜。雖然做出了小許成果，但背后也有些不盡人意的地方，如抽油桿的確定與組合中循環(huán)篩選程序始終存在問題，自己做出來了，運(yùn)行也對(duì)了，但運(yùn)行次數(shù)多了數(shù)據(jù)就不對(duì)了，讓我很費(fèi)解。但是我沒有放棄，而是堅(jiān)持把它搞懂，沒課時(shí)自己一個(gè)人在寢室搗鼓，及時(shí)地向老師求教，在老師的耐心指導(dǎo)下，終于改正錯(cuò)誤獲得成功。在這三周里，我的編程水平得到了鞏固，并且學(xué)會(huì)了c+builder的很多東

33、西，對(duì)專業(yè)課上涉及到的原先模糊的概念及數(shù)據(jù)范圍有重新的認(rèn)識(shí)，但也暴漏了自己知識(shí)的欠缺和和基礎(chǔ)的不足，以及忽略細(xì)節(jié)問題而造成的錯(cuò)誤，在未來的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)認(rèn)真地更正缺點(diǎn)，努力提高自己的知識(shí)水平，爭(zhēng)取成為石油工程領(lǐng)域的有用人才！通過此次抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我有如下認(rèn)識(shí)：對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)較為龐大的工程，對(duì)個(gè)人能力是個(gè)極大的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作才是有效的解決辦法，大家互相交流，及時(shí)分享并糾正錯(cuò)誤，最終按要求完成了此設(shè)計(jì)。同時(shí)還認(rèn)識(shí)到石油工程是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。抽油系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要求具有較強(qiáng)的整體認(rèn)識(shí)，還需要對(duì)專業(yè)知識(shí)的細(xì)節(jié)如公式等較為熟悉，總之完成這次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，確實(shí)讓我對(duì)采油系統(tǒng)甚至石油工程學(xué)科有

34、了更加全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)過程中我跌倒過，疑惑過，但從未放棄過，懂得了學(xué)科交叉應(yīng)用的作用，真正地實(shí)現(xiàn)了學(xué)以致用，同時(shí)提高自己各方面的能力。 在此，我特別感謝我的指導(dǎo)老師等教授給予的莫大的幫助與鼓勵(lì)，讓我從宏觀上把握了抽油井系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理與技巧，還學(xué)到了c+builder的基本知識(shí)，對(duì)此次設(shè)計(jì)有極大的作用。還要感謝我的同學(xué)的傾心幫助，讓我不斷進(jìn)步。三周的設(shè)計(jì)，知識(shí)得以鞏固，身體得以鍛煉，精神得以提升。 6.參考文獻(xiàn)1 王常斌等,石油工程設(shè)計(jì)， 大慶石油學(xué)院校內(nèi)自編教材2 陳濤平、胡靖邦主編，石油工程， 石油工業(yè)出版社，2000.3 張琪主編， 采油工程原理與設(shè)計(jì)，中國(guó)石油大學(xué)出版社，200

35、0.4 陸衛(wèi)忠、劉文亮等主編，c+builder6程序設(shè)計(jì)教程，（第二版），科學(xué)出版社，2009.5 劉華鎣主編，計(jì)算方法，北京郵電大學(xué)出版社 2007.6 衣治安，吳雅娟主編，實(shí)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程，石油工業(yè)出版社，2002.7 姚春東主編，石油鉆采機(jī)械，石油工業(yè)出版社，1994.8 趙景波主編，c+builder6基礎(chǔ)教程，機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 7.附錄窗體1：主界面/-#include <vcl.h>#pragma hdrstop#include "unit1.h"#include "unit2.h"#include "un

36、it3.h"#include "unit4.h"#include "unit5.h"#include "unit6.h"#include "unit7.h"#include "unit8.h"#include "unit9.h"#include "unit10.h"#include "unit11.h"#include "unit12.h"/-#pragma package(smart_init)#prag

37、ma resource "*.dfm"tform1 *form1;/-_fastcall tform1:tform1(tcomponent* owner) : tform(owner)/-void_fastcall tform1:n3click(tobject *sender)form2->showmodal();/-void_fastcall tform1:n5click(tobject *sender) form3->showmodal();/-void_fastcall tform1:n7click(tobject *sender) form4->s

38、howmodal();/-void_fastcall tform1:n6click(tobject *sender) form5->showmodal();/-void_fastcall tform1:n8click(tobject *sender) form6->showmodal();/-void_fastcall tform1:n10click(tobject *sender) form7->showmodal();/-void_fastcall tform1:n13click(tobject *sender) form8->showmodal();/-void_

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40、 <vcl.h>#pragma hdrstop#include <stdio.h>#include "unit2.h"/-#pragma package(smart_init)#pragma resource "*.dfm"tform2 *form2;/-_fastcall tform2:tform2(tcomponent* owner) : tform(owner)/-void_fastcall tform2:button1click(tobject *sender) file *fp; fp=fopen("f:jcs

41、j.txt","wt"); if (fp=null) return; fprintf(fp,"%sn",edit1->text ); fprintf(fp,"%sn",edit2->text ); fprintf(fp,"%sn",edit3->text ); fprintf(fp,"%sn",edit4->text ); fprintf(fp,"%sn",edit5->text ); fprintf(fp,"%sn"

42、;,edit6->text ); fprintf(fp,"%sn",edit7->text ); fprintf(fp,"%sn",edit8->text ); fprintf(fp,"%sn",edit9->text ); fprintf(fp,"%sn",edit10->text ); fprintf(fp,"%sn",edit11->text ); fprintf(fp,"%sn",edit12->text ); fprintf

43、(fp,"%sn",edit13->text ); fprintf(fp,"%sn",edit14->text ); fprintf(fp,"%sn",edit15->text ); fprintf(fp,"%sn",edit16->text ); fprintf(fp,"%sn",edit17->text );fclose(fp);/-void_fastcall tform2:button2click(tobject *sender) file *fp; char

44、 s100; fp=fopen("f:jcsj.txt","rt"); if (fp=null) return; fscanf(fp,"%s",&s); edit1->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit2->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit3->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit4->text =s; fscanf(fp,&

45、quot;%s",&s); edit5->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit6->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit7->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit8->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit9->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit10->t

46、ext =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit11->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit12->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit13->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit14->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit15->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit16->text =s; fscanf(fp,"%s",&s); edit17->text =s;fclose(fp);/-窗體3：井溫與地溫曲線/-#include <vcl.h>#pragma hdrstop#include <math.h>#inclu