井筒舉升設計及實例分析講課材料精要

1、 Er=25% 35% 45% 55% 冀東油田鉆采工藝研究院冀東油田鉆采工藝研究院 20082008年年4 4月月 第一部分第一部分 冀東油田采油工藝研究院 主要的舉升方式：主要的舉升方式： 氣舉、有桿泵、螺桿泵、電潛泵、水力活氣舉、有桿泵、螺桿泵、電潛泵、水力活 塞泵、射流泵等。塞泵、射流泵等。 國內(nèi)外舉升工藝狀況國內(nèi)外舉升工藝狀況 冀東油田采油工藝研究院 國內(nèi)外人工舉升方式的適應性及目前達到的水平國內(nèi)外人工舉升方式的適應性及目前達到的水平 對比對比 項目項目 條件條件有桿泵有桿泵電動潛油泵電動潛油泵水力活塞泵水力活塞泵氣舉氣舉螺桿泵螺桿泵射流泵射流泵 排量排量m m3 3/d/d 正常范

2、圍正常范圍1-2001-20030-70030-70030-60030-60030-318030-318016-20016-20010-50010-500 最大值最大值50050014001400124512457950795050050015901590 泵深泵深 m m 正常范圍正常范圍300030002000200035003500300030001500150020002000 最大值最大值442044203500350054865486365836582400240035003500 井下井下 狀況狀況 小井眼小井眼磨損嚴重磨損嚴重不適宜不適宜適宜適宜適宜適宜適宜適宜適宜適宜 分層措

3、施分層措施一般一般不適宜不適宜一般一般一般一般不宜不宜一般一般 斜井斜井一般一般適宜適宜適宜適宜很適宜很適宜一般一般適宜適宜 地面地面 環(huán)境環(huán)境 海上、市區(qū)海上、市區(qū)不適宜不適宜適宜適宜適宜適宜很適宜很適宜一般一般適宜適宜 氣候惡劣地區(qū)氣候惡劣地區(qū)一般一般適宜適宜適宜適宜很適宜很適宜一般一般適宜適宜 操作操作 問題問題 高氣油比高氣油比較好較好一般一般一般一般很適宜很適宜較好較好一般一般 重油重油較好較好不適宜不適宜適宜適宜一般一般適宜適宜適宜適宜 出砂出砂較好較好不適宜不適宜一般一般很適宜很適宜適宜適宜一般一般 高凝油高凝油適宜適宜適宜適宜很適宜很適宜很適宜很適宜適宜適宜很適宜很適宜 腐蝕腐

4、蝕適宜適宜適宜適宜一般一般一般一般適宜適宜一般一般 結垢結垢適宜適宜不適宜不適宜一般一般一般一般適宜適宜一般一般 維修維修 管理管理 檢泵檢泵難度較大難度較大難度大難度大容易容易容易容易難度較大難度較大容易容易 平均免修期平均免修期二年二年一年半一年半半年半年三年三年一年一年半年半年 自動控制自動控制適宜適宜適宜適宜適宜適宜一般一般一般一般適宜適宜 生產(chǎn)測試生產(chǎn)測試一般一般不適宜不適宜不適宜不適宜很適宜很適宜不適宜不適宜不適宜不適宜 靈活性靈活性適宜適宜適宜適宜適宜適宜很適宜很適宜一般一般適宜適宜 冀東油田采油工藝研究院 氣舉氣舉 優(yōu)點：優(yōu)點：對大斜度井、出砂井、對大斜度井、出砂井、 氣液比高

5、和含腐蝕成分的油井具有氣液比高和含腐蝕成分的油井具有 良好的適應性，可作為自噴生產(chǎn)的良好的適應性，可作為自噴生產(chǎn)的 能量補充方法，單井投資成本和舉能量補充方法，單井投資成本和舉 升成本低，改變生產(chǎn)條件靈活，在升成本低，改變生產(chǎn)條件靈活，在 氣源充足的條件下可優(yōu)先采用該方氣源充足的條件下可優(yōu)先采用該方 法。井口和井下設備比較簡單，管法。井口和井下設備比較簡單，管 理方便，占地面積最小，適用于海理方便，占地面積最小，適用于海 上平臺。上平臺。 缺點：缺點：天然氣含水時會產(chǎn)生水化天然氣含水時會產(chǎn)生水化 物，形成堵塞，影響系統(tǒng)運行；由物，形成堵塞，影響系統(tǒng)運行；由 于套管承受氣舉高壓，油井要求按于套管

6、承受氣舉高壓，油井要求按 氣井完井；不適應單井裝置和大井氣井完井；不適應單井裝置和大井 距的油井。距的油井。 高壓注入氣高壓注入氣 產(chǎn) 氣產(chǎn) 氣 氣舉閥氣舉閥 十字架十字架 封隔器封隔器 冀東油田采油工藝研究院 缺點：缺點：對于出砂、對于出砂、 高氣油比、結蠟和腐高氣油比、結蠟和腐 蝕的油井有一定的不蝕的油井有一定的不 適應性，整個系統(tǒng)的適應性，整個系統(tǒng)的 薄弱環(huán)節(jié)是抽油桿。薄弱環(huán)節(jié)是抽油桿。 有桿泵采油方式（簡稱有桿泵）有桿泵采油方式（簡稱有桿泵） 優(yōu)點：優(yōu)點： 技術成熟，工藝配套，設備裝置耐用，故障率低。技術成熟，工藝配套，設備裝置耐用，故障率低。 其抽深和排量又能覆范圍廣。其抽深和排量又

7、能覆范圍廣。 國內(nèi)油田約占人工舉升井數(shù)的國內(nèi)油田約占人工舉升井數(shù)的90以上，幾年來工藝配套以上，幾年來工藝配套 和技術進步很快，深井泵泵徑已形成和技術進步很快，深井泵泵徑已形成32-110mm系列，特種泵系列，特種泵 已初步配套；已初步配套； 地面動力帶動驅(qū)動桿地面動力帶動驅(qū)動桿 柱旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也隨之柱旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也隨之 一起轉(zhuǎn)動，井液從螺一起轉(zhuǎn)動，井液從螺 桿泵下部吸入，通過桿泵下部吸入，通過 一個又一個密封腔室一個又一個密封腔室 從吸入端推擠到排出從吸入端推擠到排出 端，壓力不斷升高，端，壓力不斷升高， 將液體舉升到地面將液體舉升到地面 冀東油田采油工藝研究院 地面驅(qū)動螺桿泵采油方式地面驅(qū)動螺

8、桿泵采油方式 排量均勻，連續(xù)排油，對地層沒有擾動性排量均勻，連續(xù)排油，對地層沒有擾動性 結構簡單，運動部件少，水力損失小、故結構簡單，運動部件少，水力損失小、故 障率低、泵效高障率低、泵效高 自吸能力較強自吸能力較強 （1 1）管柱斷脫、橡膠膨脹問題）管柱斷脫、橡膠膨脹問題 （2 2）井斜易造成桿管磨損及脫）井斜易造成桿管磨損及脫 扣、斷桿等現(xiàn)象?？?、斷桿等現(xiàn)象。 冀東油田采油工藝研究院 優(yōu)點：優(yōu)點：舉升揚程高，排量范圍廣，對于降低油井動舉升揚程高，排量范圍廣，對于降低油井動 液面，放大生產(chǎn)壓差、強化高、中滲透地層、解放低液面，放大生產(chǎn)壓差、強化高、中滲透地層、解放低 滲地層、提高采油速度等十

9、分有效。管理簡便，泵效滲地層、提高采油速度等十分有效。管理簡便，泵效 相對較高。相對較高。 缺點缺點：一次資金投入（：一次資金投入（5050多萬元多萬元/ /套）和運行費套）和運行費 用（耗電用（耗電1.5-81.5-8萬元萬元/ /月）較高。舉升高度受電機功率、月）較高。舉升高度受電機功率、 套管尺寸、井身軌跡等限制。不適合高氣油比的油井，套管尺寸、井身軌跡等限制。不適合高氣油比的油井， 舉升效率降低。舉升效率降低。 潛油電泵采油方式潛油電泵采油方式 冀東油田采油工藝研究院 水力活塞泵采油方式水力活塞泵采油方式 水力噴射泵 水力活塞泵 缺點：以原油為動力液時，動力液要求高，地面缺點：以原油為

10、動力液時，動力液要求高，地面 動力液處理系統(tǒng)相對復雜，高壓動力液的安全性動力液處理系統(tǒng)相對復雜，高壓動力液的安全性 較差，檢泵頻率高，初期投入大，設計復雜，效較差，檢泵頻率高，初期投入大，設計復雜，效 率低，管理成本高。率低，管理成本高。 水力活塞泵優(yōu)點：抽深可達水力活塞泵優(yōu)點：抽深可達54865486米，排量可達米，排量可達600600方方/ /日。淺層抽日。淺層抽 油時最高可達油時最高可達12451245方方/ /日，耐溫性好，在大排量生產(chǎn)時提液成本相對日，耐溫性好，在大排量生產(chǎn)時提液成本相對 較低，對結蠟、稠油、高溫、斜井等井況具有良好的適應性。動力液較低，對結蠟、稠油、高溫、斜井等井況

11、具有良好的適應性。動力液 系統(tǒng)、生產(chǎn)參數(shù)及井下泵選擇合理將大大提高使用壽命，井下泵可采系統(tǒng)、生產(chǎn)參數(shù)及井下泵選擇合理將大大提高使用壽命，井下泵可采 用液力循環(huán)方式檢泵，施工簡單，作業(yè)成本低。用液力循環(huán)方式檢泵，施工簡單，作業(yè)成本低。 水力噴射泵 水力活塞泵 冀東油田采油工藝研究院 水力射流泵優(yōu)點：水力射流泵優(yōu)點：沒有緊密裝配的運動件，能經(jīng)受井液的磨損和腐蝕，沒有緊密裝配的運動件，能經(jīng)受井液的磨損和腐蝕， 適應范圍廣，目前抽深可達適應范圍廣，目前抽深可達35003500米，排量可達米，排量可達15901590方方/ /日，是唯一能滿日，是唯一能滿 足深抽大排量的采油方式。井下泵可采用液力起下方式

12、檢泵，施工簡單，足深抽大排量的采油方式。井下泵可采用液力起下方式檢泵，施工簡單， 作業(yè)成本低，作業(yè)成本低， 水力射流泵采油方式水力射流泵采油方式 缺點：缺點：泵效低，產(chǎn)率小，地面設備投資高，運行、泵效低，產(chǎn)率小，地面設備投資高，運行、 維護費用高，現(xiàn)場操作熟練程度及接受程度低，管維護費用高，現(xiàn)場操作熟練程度及接受程度低，管 理成本相對較高。理成本相對較高。 冀東油田采油工藝研究院 電潛螺桿泵是螺桿泵和電潛泵的組電潛螺桿泵是螺桿泵和電潛泵的組 合，下深合，下深17001700米，最高排量米，最高排量200200方方/ /日日 左右，避免了管、桿摩擦損耗；井下驅(qū)左右，避免了管、桿摩擦損耗；井下驅(qū)

13、動螺桿泵工作轉(zhuǎn)速高，減速機構減速比動螺桿泵工作轉(zhuǎn)速高，減速機構減速比 小，定子和轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動中磨損嚴重，小，定子和轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動中磨損嚴重， 檢泵周期短。檢泵周期短。 電 潛 螺 桿 泵 采 油 方 式電 潛 螺 桿 泵 采 油 方 式 冀東油田采油工藝研究院 ( 4 )( 4 ) 潛 油 螺 桿 泵 采 油 方 式潛 油 螺 桿 泵 采 油 方 式 潛油螺桿機組安裝示意圖潛油螺桿機組安裝示意圖 1扶正器；扶正器； 2套管；套管； 3潛油電機潛油電機 4保護器保護器 5潛油減速器潛油減速器（包括減速器保護器）（包括減速器保護器） 6電纜護罩電纜護罩 7螺桿泵螺桿泵 8螺桿泵排出頭螺桿泵排出頭

14、 9引接電纜引接電纜 10油管油管 11單向閥；單向閥； 12泄油閥泄油閥 13動力電纜動力電纜 14地面電纜地面電纜 15井口裝井口裝 16接線盒接線盒 17控制柜控制柜 18變壓器變壓器 第二部分第二部分 冀東油田采油工藝研究院 總體原則總體原則 人工舉升主要以高效、長效、節(jié)能和智人工舉升主要以高效、長效、節(jié)能和智 能化方向發(fā)展能化方向發(fā)展 1 1、滿足開發(fā)方案要求、滿足開發(fā)方案要求 2 2、技術先進可行、技術先進可行 3 3、經(jīng)濟效益好、經(jīng)濟效益好 4 4、便于配套、便于配套 5 5、便于操作管理、便于操作管理 冀東油田采油工藝研究院 技術要求技術要求 1 1、舉升方式優(yōu)選：、舉升方式優(yōu)

15、選： 常規(guī)油藏：常規(guī)油藏： 有桿泵（有桿泵（抽油機有桿泵、地面抽油機有桿泵、地面 驅(qū)動螺桿泵驅(qū)動螺桿泵） 特殊油藏：特殊油藏： 電泵電泵 其它方式其它方式 冀東油田采油工藝研究院 技術要求技術要求 2 2、抽油機井優(yōu)化設計原則：、抽油機井優(yōu)化設計原則： 產(chǎn) 量產(chǎn) 量 效 率效 率 壽 命壽 命 協(xié) 調(diào) 統(tǒng) 一協(xié) 調(diào) 統(tǒng) 一 冀東油田采油工藝研究院 技術要求技術要求 3 3、后期提液原則：先調(diào)參后換泵、后期提液原則：先調(diào)參后換泵 換大泵（換大泵（換泵設計時按較小參換泵設計時按較小參 數(shù)選取，避免后期頻繁升級）數(shù)選取，避免后期頻繁升級） 調(diào) 整 工 作 參 數(shù)調(diào) 整 工 作 參 數(shù) 換 大 排 量

16、 電 泵換 大 排 量 電 泵 冀東油田采油工藝研究院 技術要求技術要求 4 4、抽油機井泵掛深度大于、抽油機井泵掛深度大于18001800米：米：管柱錨定管柱錨定 5 5、合理沉沒度：、合理沉沒度：300300米左右米左右 冀東油田采油工藝研究院 技術要求技術要求 6 6、產(chǎn)液量小于、產(chǎn)液量小于5050噸噸/ /日抽油機有桿泵的油井：優(yōu)選日抽油機有桿泵的油井：優(yōu)選 桿式抽油泵；定向井推廣使用斜井抽油泵，并進行桿式抽油泵；定向井推廣使用斜井抽油泵，并進行 綜合防偏磨工藝設計。綜合防偏磨工藝設計。 第三部分第三部分 冀東油田采油工藝研究院 參考標準參考標準 SY/T 65702003SY/T 6

17、5702003油井舉升工藝設計編寫規(guī)范油井舉升工藝設計編寫規(guī)范 SY/T 58732005SY/T 58732005有桿泵抽油系統(tǒng)設計、施工推薦作法有桿泵抽油系統(tǒng)設計、施工推薦作法 SY/T 62581996SY/T 62581996有桿抽油系統(tǒng)（常規(guī)型）設計計算方有桿抽油系統(tǒng)（常規(guī)型）設計計算方 法法 SY/T 59042004SY/T 59042004潛油電泵選井原則及選泵設計方法潛油電泵選井原則及選泵設計方法 SY/T 586393SY/T 586393潛油電泵起下作業(yè)方法潛油電泵起下作業(yè)方法 SY/T 608494SY/T 608494地面驅(qū)動螺桿抽油泵使用與維護地面驅(qū)動螺桿抽油泵使用

18、與維護 SY/T 59522005SY/T 59522005油氣水井井下工藝管柱工具圖例油氣水井井下工藝管柱工具圖例 SY/T 61201995SY/T 61201995油井井下作業(yè)防噴技術規(guī)程油井井下作業(yè)防噴技術規(guī)程 冀東油田采油工藝研究院 應用設計軟件應用設計軟件 1 1、“PIPESIM 2003PIPESIM 2003版版” ” 油井優(yōu)化設計軟件，中油股油井優(yōu)化設計軟件，中油股 份公司配發(fā)份公司配發(fā)6 6套，各個作業(yè)區(qū)都有該版本。套，各個作業(yè)區(qū)都有該版本。 2 2、加拿大、加拿大PCPC螺桿泵設計軟件（英文版），中油股份公螺桿泵設計軟件（英文版），中油股份公 司配發(fā)司配發(fā)1 1套套 3

19、 3、深斜井系統(tǒng)效率優(yōu)化設計軟件，華北采油院編制，、深斜井系統(tǒng)效率優(yōu)化設計軟件，華北采油院編制， 網(wǎng)絡版軟件。網(wǎng)絡版軟件。 4 4、螺桿泵優(yōu)化設計與診斷軟件（、螺桿泵優(yōu)化設計與診斷軟件（VB6.0VB6.0），中油勘探），中油勘探 院采油所編制，單機版。院采油所編制，單機版。 5 5、潛油電泵井參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件，大港油田、潛油電泵井參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件，大港油田 中成機械制造有限公司，單機版中成機械制造有限公司，單機版 )0.(. bj q rwf qqpp max max0 .)8081(1125. 0)( otb b bt boJ q rwwf qqq qq qq pfpfp

20、t ).(. ) 999. 0 (80811 125 )()( max max max max max max totb bo bo o bow otJ q rwwf qqq qq qq q pf J f qqpfp o 應用應用達西公式達西公式 沃格爾方程沃格爾方程 含水含水IPRIPR曲線公式曲線公式 繪制繪制IPRIPR曲線曲線 確定確定泵的排量、下入深度泵的排量、下入深度 冀東油田采油工藝研究院 產(chǎn)能預測推薦方法產(chǎn)能預測推薦方法 在現(xiàn)場實際工作中，不可能采用一整套公式去計算在現(xiàn)場實際工作中，不可能采用一整套公式去計算 油井產(chǎn)能，為了較直觀和簡單了解油井產(chǎn)能變化，可以油井產(chǎn)能，為了較直觀

21、和簡單了解油井產(chǎn)能變化，可以 采取簡單計算方法，提高工作效率和選井的成功率。采取簡單計算方法，提高工作效率和選井的成功率。 冀東油田采油工藝研究院 產(chǎn)能預測推薦方法產(chǎn)能預測推薦方法 （1）首先根據(jù)油層的供液能力，確定泵徑、泵掛；）首先根據(jù)油層的供液能力，確定泵徑、泵掛； （2）初選沖程、沖次；）初選沖程、沖次； （3）根據(jù)等強度的原則，確定桿柱組合；）根據(jù)等強度的原則，確定桿柱組合； （4）校驗疲勞強度，最后確定抽油桿柱的組合方式。）校驗疲勞強度，最后確定抽油桿柱的組合方式。 設計思路設計思路 冀東油田采油工藝研究院 抽油機井設計方法抽油機井設計方法 抽油桿柱下部加重桿設計方法與步驟抽油桿柱下

22、部加重桿設計方法與步驟 ) 1 (140)/(94. 0 pM DP 1）由已知）由已知D p，S，n三參數(shù)并以三參數(shù)并以L p作為作為L max 2）計算泵筒與柱塞間）計算泵筒與柱塞間半干摩擦力半干摩擦力 冀東油田采油工藝研究院 初選抽油桿組合形式及各級抽油桿柱所占比例初選抽油桿組合形式及各級抽油桿柱所占比例。 抽油桿柱下部加重桿設計方法與步驟抽油桿柱下部加重桿設計方法與步驟 ) 1 (140)/(94. 0 pM DP 冀東油田采油工藝研究院 泵隙號碼與直徑間隙范圍 泵隙泵隙 泵筒內(nèi)泵筒內(nèi) 徑及偏徑及偏 差差 柱塞直徑柱塞直徑泵隙范圍泵隙范圍對應組合對應組合 代號代號（）（） 尺寸尺寸 代

23、號代號 基本基本 尺寸尺寸 極限偏差極限偏差（）（）泵分段泵分段 1 1 D D0 0+0.05 +0.05 1 1 D D0 0-0.013 -0.013 0.0250.0250.0880.088級級 2 22 20.0500.0500.01130.0113 3 33 30.0750.0750.1380.138級級 4 44 40.1000.1000.1630.163 5 55 50.1250.1250.1880.188級級 (3）計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生）計算液體通過排出閥的水力阻力所產(chǎn)生 的對柱塞底部的的對柱塞底部的向上推力向上推力 ) 2()/(63.52 2 co p le

24、 dDsnR 計算雷諾數(shù)：計算雷諾數(shù)： 求流量系數(shù)：求流量系數(shù)：) 3()103(28. 0 4 e R )4()103(38. 137. 0 4 ee RnR )5()( )/1 ( 729 5 . 1 2 0 2 0 3 2 l p k nS n P 冀東油田采油工藝研究院 )6()4/( 2 p p D )7()4/( 2 00 d ) 6 ( 11 gLP prf （4）計算作用于抽油桿柱底部液體）計算作用于抽油桿柱底部液體上浮力上浮力 （5）計算下沖程時抽油桿底部所受的）計算下沖程時抽油桿底部所受的總下行阻力總下行阻力 lfmw pppp )8( gA P L rW W W （6）計

25、算需配）計算需配加重桿長度加重桿長度 冀東油田采油工藝研究院 加重桿上部加重桿上部抽油桿柱抽油桿柱組合設計方法與步驟組合設計方法與步驟 )9(%)( iWpi LLL （1）計算各級抽油桿柱長度由選定的抽油桿柱）計算各級抽油桿柱長度由選定的抽油桿柱 型式及各級抽油桿柱所占比例型式及各級抽油桿柱所占比例 計算各級抽油桿柱長度計算各級抽油桿柱長度LI： )10( 1 M i W W ri i p r A L A L L A （2）求抽油桿柱按長度加權平均截面積）求抽油桿柱按長度加權平均截面積 冀東油田采油工藝研究院 )11( 1 z j tj j p t A L L A )12()( 1 M i

26、Wii r Lr r PqLW （3）計算油管柱金屬部分按長度的加權平均）計算油管柱金屬部分按長度的加權平均 橫截面積橫截面積 （4）計算抽油桿柱在液體中的重量）計算抽油桿柱在液體中的重量 冀東油田采油工藝研究院 （5）計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷）計算作用在抽油泵柱塞上的液體載荷 )13( 0 PLpL APgHLW )15() 11 ( tr PL AAE LW （6）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷加載 完畢時（初變形期）懸點位移。完畢時（初變形期）懸點位移。 油管錨定時：油管錨定時： 冀東油田采油工藝研究院 油管未錨定時：油管未錨定時： )16

27、( r PL AE LW )16.(.)./21 (cos 1 S )17()/( trt AAA )18(1 （7）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷）計算抽油機從上沖程開始到液柱載荷 加載完畢曲柄轉(zhuǎn)角加載完畢曲柄轉(zhuǎn)角 油管未錨定時：油管未錨定時： （8）計算變形分布系數(shù)）計算變形分布系數(shù) 油管錨定時：油管錨定時： 冀東油田采油工藝研究院 )19(sin)1 ( 30 sin 60 max a LnnS a AE WWP Pr Lr )20(sin)1 ( 30 sin 60 min a LnnS a AE CWP Pr r （9）計算最大、最小載荷）計算最大、最小載荷 C: 0.85-0.9

28、 冀東油田采油工藝研究院 )21()5625. 0 4 ( minmax SF A PT A P rMrM （10）校核疲勞強度）校核疲勞強度 如果式（21）不成立則重新選擇抽油桿柱組合型式或更 換高強度桿，再重復上述計算。 （11）計算曲柄軸最大扭矩）計算曲柄軸最大扭矩 )22()(236. 0300 minmaxmax PPSSM 冀東油田采油工藝研究院 實例分析實例分析 序號 井號 計算值（KN） 實測值（KN） 差值 （KN） 相對誤差 1 G93-10 71.74/39.12 73.44/46.19 -1.84 2.57% 2 G7 75.07/40.85 76.25/47.71 -

29、1.18 1.57% 3 G30 71.92/31.86 72.43/32.77 -0.51 0.70% 4 L16 82.97/37.30 86.60/42.00 -3.63 4.37% 5 G16 85.89/47.83 84.31/61.98 1.58 1.84% 6 G36 39.39/34.82 45.33/31.20 -5.94 15.09% 7 G12 87.98/44.69 92.10/54.03 -4.12 4.67% 8 G62-30 73.58/40.08 76.62/40.84 -3.04 4.13% 合 計 -2.34 4.37% 序號 井號 井斜角 計算值（KN）

30、實測值（KN） 差值 （KN） 相對誤差 1 G13-11 18.5 70.87/24.07 70.96/26.38 -0.09 0.01% 2 G28-26 20 89.30/54.99 91.99/47.13 -2.69 3.01% 3 G10-11 21.5 86.33/60.86 85.83/55.00 0.50 0.58% 4 G30-29 23 94.08/24.28 92.22/24.42 1.86 2.00% 5 G28-27 25 89.84/54.20 89.59/42.33 0.25 0.28% 6 G13-12 30.5 100.00/37.02 97.39/28.82

31、 2.61 2.62% 7 G64-28 38.29 100.78/49.85 103.55/51.98 -2.85 2.82% 8 G15-12 40 67.35/50.06 75.96/42.90 -8.61 12.80% 合 計 -1.1 3.02% 4.37%3.02% 不同井斜角計算載荷與實測載荷對比表不同井斜角計算載荷與實測載荷對比表 直井計算載荷與實測載荷對比表直井計算載荷與實測載荷對比表 運用這套公式進行運用這套公式進行1616井次井次的計算，發(fā)現(xiàn)斜井的相對誤差比直井的計算，發(fā)現(xiàn)斜井的相對誤差比直井 低低1.35%1.35%，表明該計算方法不僅適合直井同時也適合斜井的設計。，表

32、明該計算方法不僅適合直井同時也適合斜井的設計。 每級桿柱長度占總下泵深度的百分數(shù)，每級桿柱長度占總下泵深度的百分數(shù)， 泵徑泵徑282832323838444451515656636370708383 兩級兩級 桿柱桿柱 抽油桿直徑，抽油桿直徑， 7/87/8 2727303035354141474754545959 3/43/4 7373707065655959535346464141 最大下泵深度最大下泵深度25502550228022801970197016901690148014801280128011501150 抽油桿直徑，抽油桿直徑， 1 1 - -2525282831313434

33、363641414545 55 55 7/87/8 - -7575727269696666646459595555 45 45 最大下泵深度最大下泵深度 - -23802380210021001850185016801680148014801310131011001100950 950 三級三級 桿柱桿柱 抽油桿直徑，抽油桿直徑， inin 1 117171919212123232626303035354040 7/87/8 20202121242427273131353540404545 3/43/4 63636060555550504343353525251515 最大下泵深度最大下泵深度

34、3000300028002800250025002200220020002000180018001550155013501350 合金鋼抽油桿最大下泵深度的推薦值（合金鋼抽油桿最大下泵深度的推薦值（D級）級） 泵徑泵徑282832323838444451515656636370708383 兩級兩級 桿柱桿柱 抽油桿直徑，抽油桿直徑，inin 7/87/8 24242525292932323737414146465252 6464 3/43/4 76767575717168686363595954544848 3636 最大下泵深度，最大下泵深度，m m36503650340034003000

35、30002650265023002300230023001850185015501550 12501250 抽油桿直徑，抽油桿直徑，inin 1 1202021212323262629293232353540405858 7/87/8 808079797777747471716868656560604242 最大下泵深度，最大下泵深度，m m380038003600360032503250295029502600260023502350210021001900190015501550 三級三級 桿柱桿柱 抽油桿直徑，抽油桿直徑，inin 1 11818191921212424282831313

36、5353939 7/87/8 20202222242427273131353540404545 3/43/4 62625959555549494141343425251616 最大下泵深度，最大下泵深度，m m4300430040004000350035003150315027502750235023502200220018501850 高強度抽油桿最大下泵深度的推薦值（高強度抽油桿最大下泵深度的推薦值（H級）級） 一、抽油機一、抽油機 不超負荷的條件：不超負荷的條件： Pmax0.95P Tmax0.95 T 二、充分發(fā)揮抽油機的能力：二、充分發(fā)揮抽油機的能力： Pmax0.7P Tmax0

37、.6 T 抽抽 油油 機機 冀東油田采油工藝研究院 Pmax最大懸點載荷，最大懸點載荷，KN； P額定懸點載荷，額定懸點載荷，KN； Tmax減速器最大輸出扭矩，減速器最大輸出扭矩，KNM； T 減速器額定扭矩，減速器額定扭矩，KNM 強度級別強度級別CDKH 抗拉強度抗拉強度620-794794-965588-7941000-1200 使用范圍使用范圍 輕輕中載荷中載荷中重載荷中重載荷 中載荷中載荷 CO H S H S 重載荷重載荷 材材 料料碳鋼或錳鋼碳鋼或錳鋼碳鋼或合金鋼碳鋼或合金鋼鎳鉬合金鋼鎳鉬合金鋼 抽油桿的性能指標抽油桿的性能指標 冀東油田采油工藝研究院 抽油桿的最大許用應力抽油

38、桿的最大許用應力 ? ? ? ? ?/1.75/1.75 斜率斜率0.5625 古德曼圖古德曼圖 疲勞壽命疲勞壽命107 7次次 A ? ? ?=（?+0.5625 ?）F 冀東油田采油工藝研究院 在不考慮或無法確定產(chǎn)能的情況下時在不考慮或無法確定產(chǎn)能的情況下時 32：泵掛深度：泵掛深度2500米米 38：泵掛深度：泵掛深度2100米米 44：泵掛深度：泵掛深度1800米米 56：泵掛深度：泵掛深度1600米米 70：泵掛深度：泵掛深度1200米米 83：泵掛深度：泵掛深度800米米 測試和生產(chǎn)資料齊全，按產(chǎn)能確定相關式計算產(chǎn)能，測試和生產(chǎn)資料齊全，按產(chǎn)能確定相關式計算產(chǎn)能， 此時下泵深度可根

39、據(jù)預測結果和初選的沖程、沖次參數(shù)此時下泵深度可根據(jù)預測結果和初選的沖程、沖次參數(shù) 確定確定 冀東油田采油工藝研究院 新新 井井 投投 產(chǎn)產(chǎn) 1、鄰井生產(chǎn)情況、鄰井生產(chǎn)情況 2、測壓數(shù)據(jù)、測壓數(shù)據(jù) 3、投產(chǎn)地質(zhì)方案產(chǎn)量要求、投產(chǎn)地質(zhì)方案產(chǎn)量要求 根據(jù)以上三點確定泵徑根據(jù)以上三點確定泵徑 最大負荷、扭矩計算是確定抽油機型號的最大負荷、扭矩計算是確定抽油機型號的 兩個最重要參數(shù)兩個最重要參數(shù) 冀東油田采油工藝研究院 抽油泵基本參數(shù)表抽油泵基本參數(shù)表 泵徑泵徑 323844567083 外徑外徑89.589.589.589.5107114 球徑球徑1925.428.63544.550.8 油管外徑油管

40、外徑7373737388.9101.6 泵常數(shù)泵常數(shù)1.161.632.193.545.547.79 泵筒長度泵筒長度3、3.3、3.6、3.9、4.2、4.5、4.8、5.1、5.7、6、6.6、7.3 柱塞長度柱塞長度0.6、0.9、1.2、1.5 抽抽 油油 泵泵 冀東油田采油工藝研究院 抽抽 油油 泵主要泵型泵主要泵型 冀東油田采油工藝研究院 1、整筒泵；、整筒泵； 2、異型泵；、異型泵； 3、大泵；、大泵； 4、柔性金屬泵；、柔性金屬泵； 5、桿式泵；、桿式泵； 6、防砂泵；、防砂泵； 7，倒置加固泵，倒置加固泵 普 通普 通 DD 級 抽 油 桿 最 大 下 泵 深 度 的 推 薦

41、 值級 抽 油 桿 最 大 下 泵 深 度 的 推 薦 值 （抗拉強度（抗拉強度794N/mm794N/mm2 2 許用應力許用應力110N/mm110N/mm2 2） 桿結構抽油泵直徑283238445157708395 兩級 每級桿柱長度占總長度的百分比 桿徑 7/8273035414754 3/4737065595346 最大下泵深度255022801970169014801280 桿徑 125283134364555 7/875726966645545 最大下泵深度233021001850168014801110950 三級 桿徑 117192123263040 7/820212427

42、313545 3/463605550433515 最大下泵深度3000280025002200200018001350 冀東油田采油工藝研究院 冀東油田采油工藝研究院 H級強度高抽油桿最大下泵深度的推薦值級強度高抽油桿最大下泵深度的推薦值 （抗拉強度（抗拉強度1000N/mm1000N/mm2 2 許用應力許用應力130N/mm130N/mm2 2） 桿結構抽油泵直徑283238445157708395 兩級 每級桿柱長度占總長度的百分比 桿徑 7/82425293237415264 3/47675716863594836 最大下泵深度36503400300026502300200015501

43、250 桿徑 1202123262932404958 7/8807977747168605142 最大下泵深度380036003250295026002350190015501300 三級 桿徑 118192124283139 7/820222427313545 3/462595549413416 最大下泵深度4300400035003150275023501850 冀東油田采油工藝研究院 不同泵徑的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量不同泵徑的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量 泵徑，mm3238445670839583/4495/44 活塞面積，10-4 m28.011.315.224.638.38

44、54.170.88126.6151.7 排量系數(shù)，K1.141.6422.2353.6945.5417.79010.20713.39218.225 沖次min-1 沖程， m 不 同 參 數(shù) 下 的 理 論 排 量 3 3.612.3 17.7 24.1 39.9 59.884.1110.2144.6196.8 4.214.4 20.7 28.2 46.5 69.898.2128.6168.8229.6 4.816.4 23.6 32.2 53.2 79.8112.2147.0192.9262.5 5.017.1 24.6 33.5 55.4 83.1116.9153.1200.9273.4

45、4 3.616.4 23.6 32.2 53.2 79.8112.2147.0192.9262.5 4.219.2 27.6 37.5 62.1 93.1130.9171.5225.0306.2 4.821.9 31.5 42.9 70.9 106.4150.0196.0258.0350.0 5.022.8 32.8 44.7 73.9 110.8155.8204.1267.8364.4 5 3.620.5 29.6 40.2 66.5 99.7140.2183.7241328.0 4.223.9 34.5 46.9 77.6 116.4163.6214.3281.2382.7 4.827.4

46、 39.4 53.6 88.7 133.0186.9244.9321.3437.4 5.028.5 41.1 55.9 92.4 138.5194.8255.2334.9455.6 6 3.624.6 35.5 48.3 79.8 119.7168.3220.5294.3393.7 4.228.7 41.4 56.3 93.1 139.7196.3257.2337.4459.3 4.832.8 47.3 64.4 106.4 159.6224.4294.0385.7524.9 5.034.2 49.3 67.1 110.8 166.3233.7306.2401.7546.7 螺桿泵設計方法螺桿

47、泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 1 1、泵的理論排量的計算、泵的理論排量的計算 當螺桿泵轉(zhuǎn)動一周（當螺桿泵轉(zhuǎn)動一周（2）時，封閉腔中的液體將沿）時，封閉腔中的液體將沿Z軸移動軸移動2T的的 距離。螺桿每轉(zhuǎn)一周的理論排量距離。螺桿每轉(zhuǎn)一周的理論排量q為為 q=4eDT10-9 （1） 泵的理論排量與轉(zhuǎn)速成正比，即：泵的理論排量與轉(zhuǎn)速成正比，即： Qth=14404eDTn10-9 （2） 式中式中 Qth 泵的理論排量，泵的理論排量，m3/d； q螺桿泵（轉(zhuǎn)子）每轉(zhuǎn)一周的理論流量，螺桿泵（轉(zhuǎn)子）每轉(zhuǎn)一周的理論流量，m3； e泵的偏心距，泵的偏心距，mm； D螺桿泵轉(zhuǎn)子直徑，螺桿泵轉(zhuǎn)子直徑，m

48、m； T定子導程，定子導程，mm； n泵的轉(zhuǎn)速，泵的轉(zhuǎn)速，r/min。 螺桿泵設計方法螺桿泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 2 2、泵的容積效率、泵的容積效率 當泵吸入口壓力低于原油飽和壓力時，原油脫出的游離氣在螺桿泵當泵吸入口壓力低于原油飽和壓力時，原油脫出的游離氣在螺桿泵 腔內(nèi)占據(jù)一定的空間，使液體的容積效率降低，理想情況下全部氣體進腔內(nèi)占據(jù)一定的空間，使液體的容積效率降低，理想情況下全部氣體進 泵時的容積效率是：泵時的容積效率是： ww wo b h b b po ww ow rf fr Z P T p pp RrB rf rf o )1 (288 273 )1 ( 1 泵吸 容 式中

49、式中 容 容 螺桿泵的容積效率，小數(shù)；螺桿泵的容積效率，小數(shù)； B Bo o原油體積系數(shù)，原油體積系數(shù)，mm3 3/m/m3 3； R Rp p原油生產(chǎn)油氣比，原油生產(chǎn)油氣比，mm3 3/m/m3 3； ZZ天然氣壓縮因子；天然氣壓縮因子； r ro o、r rw w分別表示抽汲的原油、地層水重度，分別表示抽汲的原油、地層水重度，10kN/m10kN/m2 2； f fw w油井綜合含水率，小數(shù)。油井綜合含水率，小數(shù)。 螺桿泵設計方法螺桿泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 3、螺桿泵的壓頭、螺桿泵的壓頭 螺桿泵的壓頭由單級承壓能力和級數(shù)的乘積而定，壓頭與排螺桿泵的壓頭由單級承壓能力和級數(shù)的乘積

50、而定，壓頭與排 量的關系如圖所示。下圖是用水作為介質(zhì)，在室內(nèi)做出的螺桿泵量的關系如圖所示。下圖是用水作為介質(zhì)，在室內(nèi)做出的螺桿泵 水力特性曲線，是比較理想的情況。水力特性曲線，是比較理想的情況。 螺桿泵水力特性曲線 螺桿泵設計方法螺桿泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 在油田的應用中，抽油系統(tǒng)壓力是泵吸入口壓力和泵排出口壓在油田的應用中，抽油系統(tǒng)壓力是泵吸入口壓力和泵排出口壓 力的函數(shù)，對于任意一種產(chǎn)量、泵吸入口壓力都有對應值，并且與力的函數(shù)，對于任意一種產(chǎn)量、泵吸入口壓力都有對應值，并且與 流入動態(tài)關系協(xié)調(diào)。泵排出壓力是泵以上油管內(nèi)流體密度、高度、流入動態(tài)關系協(xié)調(diào)。泵排出壓力是泵以上油管內(nèi)流

51、體密度、高度、 地面油管壓力及泵排出口和地面之間沿程損失的函數(shù)。地面油管壓力及泵排出口和地面之間沿程損失的函數(shù)。 泵排出壓力泵排出壓力 P=PaP吸吸=Pd+Pz+PmPhPc （5） 式中式中 P抽油系統(tǒng)要求的壓頭，抽油系統(tǒng)要求的壓頭，MPa； Pa泵排出口壓力，泵排出口壓力，MPa； P吸吸泵吸入口壓力，泵吸入口壓力，MPa； Pd地面輸油管線回壓，地面輸油管線回壓，MPa； Pz泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓，泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓，MPa； Pm泵出口至井口液體流動的沿程損失，泵出口至井口液體流動的沿程損失，MPa； Ph環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓，環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓，MP

52、a； Pc套壓，套壓，MPa。 螺桿泵設計方法螺桿泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓泵出口至井口油管內(nèi)液柱靜壓 Pz=rL10-9 （6） 環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓環(huán)空動液面到泵入口的液柱靜壓 Ph=rh10-9 （7） 式中式中 r液體密度，液體密度，N/m3； L、h分別表示泵出口到井口、環(huán)空動液面至泵入口分別表示泵出口到井口、環(huán)空動液面至泵入口 的距離，的距離，m。 螺桿泵設計方法螺桿泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 泵出口至井口液體流動的沿程損失：泵出口至井口液體流動的沿程損失： 式中式中 Dt、d2分別表示油管內(nèi)徑、抽油桿直徑，分別表示油管內(nèi)徑、抽油

53、桿直徑，mm； K流道形狀系數(shù)，小數(shù)；流道形狀系數(shù)，小數(shù)； 液體粘度，液體粘度，Pas； 泵效，小數(shù)。泵效，小數(shù)。 （8） 9 2 2 22 2 10 )()( 128 dDdD LQK P tt m 1 2 2 2 2 2 2 2 1 11 d D h L d D d D d D K t t tt （9） 潛油電泵設計方法潛油電泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 油層供液能力油層供液能力電泵排量選擇電泵排量選擇 電潛泵應用效果電潛泵應用效果 潛油電泵設計方法潛油電泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 （1）泵吸入口壓力的確定 飽和壓力下的溶解氣油比： 205. 1 328 . 10009. 0

54、 )5 .131/5 .141(125. 0 10 10 101342. 0 0 t bgsb pR 若流壓低于飽合壓力，溶解氣油比需校正。 0 fRR sbsp 其中：fo為校正系數(shù) b p p b fPP4.31.0/ 0 時當 23. 01 . 13 . 0/1 . 0 0 b p p b fPP時當 37. 0629. 03 . 0/ 0 b p p b fPP時當 潛油電泵設計方法潛油電泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 泵吸入口處的氣液比： p tZ Bg )273( 000378. 0 175. 1 5 . 0 0 328 . 125. 161. 5000147. 0972. 0

55、 0 tRB G SP %100 11 1 0 wgspww gspw fBRGORfBf BRGORf GLR 根據(jù)上面的關系式算出不同吸入口壓力下泵吸入口處的氣液比，做出泵吸入口根據(jù)上面的關系式算出不同吸入口壓力下泵吸入口處的氣液比，做出泵吸入口 壓力與吸入口氣液比關系曲線。壓力與吸入口氣液比關系曲線。 根據(jù)分離器的分離能力查出泵吸入口壓力。根據(jù)分離器的分離能力查出泵吸入口壓力。 3.3潛油電泵設計方法潛油電泵設計方法 冀東油田采油工藝研究院 （2）油井產(chǎn)能的確定：）油井產(chǎn)能的確定： 將確定的吸入口壓力值折算到油層中部流壓，從將確定的吸入口壓力值折算到油層中部流壓，從IPR曲線上查出曲線上

56、查出 相應的產(chǎn)量值，即為油井的產(chǎn)能。相應的產(chǎn)量值，即為油井的產(chǎn)能。 （3）揚程的確定）揚程的確定 mTP PFPHH 0 （4）電機功率的確定）電機功率的確定 8800 L QH N 額 不同類型油藏舉不同類型油藏舉 升設計技術規(guī)范升設計技術規(guī)范 冀東油田采油工藝研究院 冀東油田采油工藝研究院 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.14.1淺層油藏舉升工藝淺層油藏舉升工藝 4.24.2中深油藏舉升技術工藝中深油藏舉升技術工藝 4.34.3深層油藏舉升工藝深層油藏舉升工藝 冀東油田采油工藝研究院 4.1.14.1.1不出砂或輕微出砂油藏不出砂或輕微出砂油藏 考慮因素：考慮因素： 產(chǎn)能要求、投入和運行成本、出砂影

57、響、檢泵周期產(chǎn)能要求、投入和運行成本、出砂影響、檢泵周期 主要舉升方式主要舉升方式： 有桿泵，泵掛小于有桿泵，泵掛小于10001000米米300300方以下首選雙作用抽方以下首選雙作用抽 油泵、并聯(lián)抽油泵；油泵、并聯(lián)抽油泵； 選取電泵。選取電泵。 冀東油田采油工藝研究院 4.1.14.1.1不出砂或輕微出砂油藏不出砂或輕微出砂油藏 1 1、抽油機有桿泵工藝設計、抽油機有桿泵工藝設計 推薦采用具有防砂功能的防砂抽油泵，泵級推薦采用具有防砂功能的防砂抽油泵，泵級級以上。級以上。 泵下采取掛防砂管或井筒內(nèi)掛防砂管泵下采取掛防砂管或井筒內(nèi)掛防砂管 對于高氣液比較高的油井必須采取氣砂錨。對于高氣液比較高

58、的油井必須采取氣砂錨。 泵徑配套技術 最大下泵深度 D級桿超高強桿+ D級桿 70 脫接、扶正、錨定、防 脫 11101350 83 脫接、扶正、錨定、防 脫 9501050 大 泵 提 液 達 到 的 主 要 技 術 指 標大 泵 提 液 達 到 的 主 要 技 術 指 標 冀東油田采油工藝研究院 4.1.14.1.1不出砂或輕微出砂油藏不出砂或輕微出砂油藏 2 2、在排量滿足要求的情況下首選雙作用抽油泵、并、在排量滿足要求的情況下首選雙作用抽油泵、并 聯(lián)抽油泵；其次采用電泵。聯(lián)抽油泵；其次采用電泵。 雙作用抽油泵主要型號：雙作用抽油泵主要型號：383857 mm57 mm、444470 m

59、m70 mm、 444483 mm83 mm、959544 mm44 mm四種型號；四種型號； 并聯(lián)抽油泵主要型號是并聯(lián)抽油泵主要型號是959544 mm44 mm。 設計時采用設計時采用33油管、加大加重桿總量、小參數(shù)投產(chǎn)，緩解啟抽油管、加大加重桿總量、小參數(shù)投產(chǎn)，緩解啟抽 時的不同步現(xiàn)象。時的不同步現(xiàn)象。 冀東油田采油工藝研究院 4.1.14.1.1不出砂或輕微出砂油藏不出砂或輕微出砂油藏 雙作用抽油泵的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量雙作用抽油泵的基本參數(shù)及不同參數(shù)下的理論排量 泵徑，泵徑，mmmm57/3857/3870/4470/4483/4483/4495/4495/4495/449

60、5/44并聯(lián)并聯(lián) 排量系數(shù)，排量系數(shù)，K K5.46045.46048.7978.79713.39213.39218.224618.224621.8421.84 沖次沖次minmin-1 -1 沖程，沖程，m m不不 同同 參參 數(shù)數(shù) 下下 的的 理理 論論 排排 量量 4 4 3.63.678.878.8126.7126.7192.9192.9262.5262.5314.5 314.5 4.24.291.791.7147.8147.8225225306.2306.2366.9 366.9 4.84.8104.8104.8168.9168.9258258350350419.3 419.3 5