西安石油大学采油工程课程设计

西安石油大学采油工程课程设计采油工程课程设计题目：采油工程课程设计—有杆泵抽油系统设计班级：石工0907姓名：学号：200904010711西安石油大学采油工程课程设计2012年7月《采油工程》课程设计任务书题目有杆泵抽油系统设计小组成员石工0907：兰云飞朱强徐亚军赵晓军何婷婷设计内容与要求1.原始数据（1）基础数据井深2146m，地层压力17MPa，油藏温度70℃，饱和压力12MPa，内径140mm，油管内径62mm，油管外径73mm，地面原油相对密度0.856，地面产出水相套管对密度1，标况下天然气相对密度0.7（2）生产动态数据体积含水20%，井底流压6.26MPa，产油量6t/d。2.设计任务（1）设计基础数据体积含水25%，产油量4t/d，生产气油比87m3/t，油压0.8MPa，套压0.2MPa。（2）任务确定泵效最大的机杆泵及其工作参数。3.设计要求（1）通过文献查阅，进一步完善确定机杆泵及其工作参数的理论依据；（2）设计成果用A4纸打印。起止时间2012年7月2日至2012年7月13日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日西安石油大学采油工程课程设计目录序言...............................................................1第一章流入动态预测...............................................21.1根据原始生产动态数据和设计数据作IPR曲线......................2第二章垂直多相管流52.1计算充满程度、下泵深度、动液面深度与沉没度的关系..............52.2作充满程度、下泵深度、动液面深度与沉没度关系曲线..............92.3初选下泵深度.................................................11第三章杆泵及其工作参数...........................................113.1由下泵深度和产液量初选抽油机和泵径...........................113.2确定冲程和冲次...............................................133.3抽油杆柱设计（采用近似等强度组合设计方法）...................143.4计算泵效.....................................................183.5产量校核.....................................................193.6抽油机校核...................................................193.7曲柄轴扭矩计算...............................................20第四章设计结果..................................................204.1作下泵深度与泵效曲线.........................................214.2各种功率的计算...............................................224.3确定平衡半径........................................................................................224.4确定泵型及间隙等级.............................................................................24参考文献..........................................................25西安石油大学采油工程课程设计1序言对于某一抽油机型号，设计的内容有：泵型、泵径、冲程、冲次、泵深及相应的杆柱组合和材料，并预测相应抽汲参数的工况指标，包括载荷、应力、扭矩、功率、产量及电耗等。选择合适的有杆抽油系统，不仅能大大地节省材料，而且可以获得最优的泵效。然而，泵效的高低正是反映抽油设备利用效率和管理水平的一个重要指标，提高泵效，从而可以获得更加大的采收率，得到更好的经济效益。有杆泵抽油系统包括油层、井筒流动、机-杆-泵和地面出油管线到油气分离器。有杆泵抽油系统设计主要是选择机、杆、泵、管以及抽汲系数，并预测其工况指标，使整个系统高效而安全的工作。通过两周的采油工程课程设计，我从其中学到了很多，包括动手能力及设计思路和方法，我可以从另外的角度去学习采油工程这门课程，同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的学习生活打下一个良好的基础。尤其是团队合作共处解决问题的能力，也是我充分认识到在集体中我们要善于倾听和理解，学会边听边思考，发散自己的思维，联想生活中经常见到的事物或现象帮助自己理解抽象的难以理解的概念等等。总的说来,虽然在这次设计中自己确实学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以认真踏实的态度去学习，把这些再用到今后的工作中去。西安石油大学采油工程课程设计2第一章流入动态预测1.1根据原始数据和设计数据作综合IPR曲线（1）基础数据：井深2146m，地层压力17Mpa，油藏温度70℃，油藏饱和压力12Mpa，套管内径140mm，油管内径62mm，油管外径73mm，地层原油相对密度0.856，地面产出水相对密度为1。标准状况下天然气的相对密度0.7。生产动态数据：含水率20﹪，井底流压6.26Mpa，产油量6t/d。设计数据：含水率25﹪，产油量4t/d，生产气油比87m3/t，油压0.8Mpa，套管压力0.2Mpa。由上述数据可知Pwf(test)=6.26MPaPb=12MPaPr=17MPa，所以该井中的流体为油、气、水三相流动。(2)按产量加权平均,求解采液指数：Pwf(test)=6.26MPPb=12MPa,体积含水率20﹪,产油量6/Gotd,则/dm8.76280%(6/0.856)/3)(testtqppppbtestwfAbtestwf)(8.02.012)(26.266.2610.20.812120.678()lrr()J(1)(P)(P)1.88.763(120%)(1712121.80.678)20%(176.26)ttestbwbwwftestqPfPAfP(1-1)西安石油大学采油工程课程设计338.762(120%)(1712121.80.678)20%(176.26)0.897m/dMPa（）（3）生产时含水率为25%，产液指数不变，按流压加权平均：)d/m(485.4)1217(897.0)pp(Jq3br1bomax130.897q4.4851210.465(/)1.81.8bbJqpmd2max8.02.01)(bwfbwfboboilPPPPqqqq24.485(10.4654.485)10.20.8()1212wfwfPP24.4855.981(12)60180wfwfPP(1-2)()0.897(17-)15.249-0.897waterrlwfwfwfqJPPPP(1-3)（4）总液量与井底流压的关系当wfbPP时，此时产液表达式：1()0.897(17)15.2490.897brwfwfwfqJpPPP当bwfPP时，由式（1-2）和（1-3）可求出此时产液表达式：210.25+0.2515.249-0.897(1)4.4855.9816018011.661-0.299-0.0249wf2twwwateroilwfwfwfwfPqqffqPPPP其中:—lJ采液指数,MPa/dm3西安石油大学采油工程课程设计4—oq纯油产量,/dm3—wq纯水产量,/dm3—wf含水率,小数—omaxq-由IPR曲线的最大产油量,/dm3—tq对应流压的总产液量,/dm3—bq饱和压力下的产液量,/dm3(5)由总产液量与流压的关系绘制综合IPR曲线：表1-1井底流压与总产液量wfp(Mpa)024681012141617)/(3dmqt11.710.9610.078.977.686.184.492.690.900IPR曲线如下：IPR曲线02468101214161802468101214总产液量m3/d井底流压MPa系列1图1-1油井流入动态曲线西安石油大学采油工程课程设计5第二章多相垂直管流2.1计算充满程度、下泵深度动液面深度和沉没度的关系（1）由设计数据22222wf2325%,4/,/(1)(4/0.856)/(10.25)6.23/;p9.94awotowfqtdqqfdIPRMPm再由曲线查得：（2）计算井筒温度分布图2-1井筒温度分布图(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)16()161exp[()]RTThhHhH11.15735.4246exp(0.001)pgk1253tgq2(1)pgwkf西安石油大学采油工程课程设计6则式(2-1)、(2-2)、(2-3)及(2-4)得井筒温度分布计算式如下:259.581251256.2333tgq0.241511.15735.4246exp(0.001)11.15735.4246exp(0.001259.58)pgk0.24150.004722(1)259.58(125%)pgwkf21.350.0255.35exp[0.0047(2146)16()161exp[()]7016160.00471exp[0.0047(2146)]0.004721467016160.00471exp[0.0047(2146)]0.00472146RhhTThhHhHhhhh（3）充满程度和沉没度的关系由《采油工程手册》得1））原油中溶解气油比1.8(273)321.87032158T141.5141.5131.5131.533.80.856oD0.000910.01250.281aD则原油中溶解气油比：1.2041.2040.281172.2772.2770.7105.261010sgaPR又rsRP则有33r105.266.19/()17sRmmMPaP西安石油大学采油工程课程设计7若有余隙影响，则由《采油工程原理与设计》知：1-kR1R（2-5）（2-6）33/mm74.4720.85687pR——充满程度，小数；k——余隙比，取0.1；R——泵内气液比，m3/m3pR——地面生产气油比，m3/m3sR——泵内溶解气油比，Rs=Pi,m3/m3——溶解气系数m3/(m3·MPa);iP——沉没压力，MPa；wf——体积含水率则由式（2-6）得泵内气液比74.4726.19(125%)55.8544.64101101iiiiPPRPP10.4644.585