PCM莫依諾泵的基礎(chǔ)知識

第一局部PCM莫依諾泵的根底學(xué)問一、 靜液面和動液面〔一〕產(chǎn)生的的壓力加上套壓等于射孔段的巖層壓力時液面上升才停頓〔假設(shè)井中沒有封隔器〕。用來平衡巖層壓力和套壓的液位稱靜液位。靜液位在射孔位置產(chǎn)生的壓力稱為井底靜壓〔SBHP〕。在自噴井中，靜液位高于地面位置?！捕场踩场菜摹场参濉?/p>

動液面：井在生產(chǎn)時，在油管中液位上升，在環(huán)空中液位下降；環(huán)空中液位的下降也使井底壓力〔BHP〕降低，它有利于巖層中的流體進入井中。對于每一個穩(wěn)定的產(chǎn)量，在環(huán)空中對應(yīng)一個相應(yīng)的穩(wěn)定的液位。液柱產(chǎn)生的壓力加上套壓等于BHP。這時，在穩(wěn)定產(chǎn)量和環(huán)空管和空氣連通時，液位產(chǎn)生的壓力的壓力和井底壓力是相互平衡的，這時的液位被定義為動液面。這時，從巖層中流入井中的液體和泵抽出的液體是一樣多的。 這時的井底壓力被稱為流淌壓力〔DBHP〕。動液面的位置和產(chǎn)量的關(guān)系很親熱。例如通過提高泵的轉(zhuǎn)速來提高產(chǎn)量時，動液面就要降低；反之，假設(shè)產(chǎn)量降低時，動液面就要上升。液面在動液面和靜液面之間的變化量稱為“回落量”。對于一口特定的井，它的回落量打算于兩個參數(shù)：泵的排量和生產(chǎn)指數(shù)。泵入口和動液面之間的垂直距離稱為泵的漂移度。它的值小而被無視，它的值的精度也是有限的。然而，在計算靜液面和動液面時，必需要考慮二、 運行為了充分利用氣體提升液體，自噴井的套管通常是關(guān)閉的，環(huán)空中也布滿了氣體。封隔器用來將氣體送到油管，但這鐘配置并不愿定是必不行少的。在不用環(huán)空氣體驅(qū)動的人工舉升油井中，套管通常和地面輸油管相通并且保持放開。這樣可能會降低井底流淌壓力和增加產(chǎn)量。為了阻擋抽出的油返回環(huán)空，必需在套管和地面輸油管之間安裝一檢查閥，并且要常常檢查。由于氣體在油管中已被分別并進入環(huán)空，因而人工舉升的油井中可以擔(dān)憂裝封隔器，最好的分別方法是把油管/泵的吸入口安裝在射孔段之下。假設(shè)油管/泵入口在射孔段之上，就需要安裝一氣體分別器來優(yōu)化油井產(chǎn)量。 PCP泵沒有壓縮沖程，因而它不象人工舉升的油井在穩(wěn)定后的任何產(chǎn)量下，環(huán)空中的介質(zhì)是由氣體柱和油柱組成的，但環(huán)空中不含水柱。當(dāng)環(huán)空中的氣流穿過液柱時，會在液柱外表產(chǎn)生泡沫。使用音速流速測量儀可以探測到這段泡沫柱的深度。三、 生產(chǎn)指數(shù)生產(chǎn)指數(shù)P.I表示一口井在確定的井底壓力差下的產(chǎn)量。一口井單位產(chǎn)量所需要的井底壓力差越小，它的生產(chǎn)指數(shù)PI就越大。它用一口井每天每壓力單位的產(chǎn)量來衡量在米制單位中，可以用下式〔1〕或〔2〕來表示：P.l.(m3/d/bar)= Q(m/d)SBHP(bar)-DBHP(bar)式中：

3P.l.(m/d/bar)=

10*Q(m3/d)DL(m_SL(m)]DL 動液面深度SL 靜液面深度

〔米〕〔米〕Q 流量〔立方米/日〕P 介質(zhì)密度〔千克/立方米〕四、 氣油比〔GOR〕/氣液比〔GLR〕氣油比是在1個大氣壓和15C體的比值，n?/m3氣液比是用百分比表示的，在泵的入口處計量的氣體體積占液體體積的百分比。例如：15%勺液氣比表示泵入口處的10015體積的氣體。這個比值打算于下面參數(shù)：?油的泡壓；?油井的靜壓；3.含水量。用來計算液氣比的泡壓不應(yīng)是用PVT分析得來的靜泡壓，它是不行靠的。由于液體在進入油井的液體和靜止條件下的油層中折液體的體積的比例是一樣的。通常狀況下，PVT分析在最初的油井條件下做的，而不是由生產(chǎn)工程師做的。五.定子橡膠的選擇原則〔一〕螺桿泵用橡膠的種類橡膠是一種高分子化合物，為了滿足螺桿泵的性能要求，需在橡膠中參與大量的添加劑，以提高橡膠的硬度、強度、彈性、抗老化等性能。除使用要求的性能外，還能考慮橡膠的加工性能，如硫化溫度、門尼粘度、粘接性能、與粘接的配伍性能等。溶脹性等。目前礦場應(yīng)用的螺桿泵橡膠定子由丁腈橡膠作原料。丁腈橡膠有三種配方，它的共聚物都是丙烯腈和丁二烯。隨著橡膠中丙烯腈含量的增加，耐油溶、耐磨、耐高溫性都有明顯的改進；抗拉強度、硬度都有明顯的增加；而它的彈性、滲透性降低。設(shè)計一個橡膠配方時，首先要考慮丙烯腈的含量。從丙烯腈的含量上，分三種狀況,即中高丙烯腈含量、過高丙烯腈含量、氯化高飽和丁腈〔HSN—格外高的丙烯腈。高飽和丁腈橡膠配方在一般狀況下不用，由于它的價格昂貴，只有在特別狀況才使用。中高丙烯腈〔ACN具有較好手耐油性?？捎糜谠捅戎卮笥?/p>

0.887100%含水的狀況下，它具有較好的耐磨性和較好機械性能，適應(yīng)溫度93.3oC,在三種配方中，它CO2過高丙烯腈〔ACN具有格外好的耐油性，ACN含量越高，耐油性越好，這種橡膠可用在原油比重0.887?0.835的狀況下。這種產(chǎn)品某地區(qū)應(yīng)用之前，應(yīng)首先收集該地區(qū)的原油樣本，進展一下耐芳香烴溶脹試驗。它有機械性能，耐磨性都是好的。高飽和〔HSN它具有格外高的丙烯腈含量，高飽和丁腈橡膠〔HSN和過高丁腈〔ACN橡膠相比，耐芳香烴的溶脹性變差，但耐磨和機械性能都好于ACN它的耐磨性能最好，適應(yīng)溫度135oC,這種橡膠耐HS2HNBf氫化高飽和丁腈橡膠，F(xiàn)KM氟化聚脂橡膠。〔二〕定子橡膠在不同環(huán)境下的變化規(guī)律溫度橡膠硬度是螺桿泵定子橡膠的一個重要特性。它直接影響螺桿泵的單級承壓力氣。硬度越大，單級承壓力氣越大。橡膠的硬度也影響到定子橡膠的耐磨性等。而橡膠的硬度受溫度的影響較大，溫度特別低時，橡膠易脆裂。溫度適是時，隨著溫度上升，橡膠的硬度變軟；溫度連續(xù)上升，橡膠還會軟化，變?yōu)榱黧w，甚至?xí)紵?。橡膠還會隨著溫度上升，硬度變低，耐磨性變差，使用壽命隨著溫度的上升而削減。據(jù)閱歷10oC,橡膠的使用壽命就會降低一半。液體性質(zhì).橡膠在原油中的變化規(guī)律橡膠和原油都是高分子化合物，多數(shù)橡膠在原油中溶脹。為解決這一沖突，抽油、輸油用的螺桿泵定子橡膠多用丁腈橡膠，還加一些添加劑，阻擋或減緩橡膠的溶脹。有時阻溶劑加過量，橡膠也會收縮〔消滅收縮一般解釋為溶劑抽替橡膠中的添加劑，全部抽替完后，體積將不再縮小，反而會略有增加〕少，對橡膠的溶脹越小。.水螺桿泵定子橡膠在水中呈正溶脹，溶脹的大小與橡膠的性質(zhì)有關(guān)。.橡膠在水、油中的變化規(guī)律橡膠在油中或水中，都消滅溶脹，有正有負(fù)，先浸在一種介質(zhì)中，再浸入另一種介質(zhì)中，先遵循第一種介質(zhì)的溶脹規(guī)律，后放在另一種介質(zhì)中，則遵循另一種介質(zhì)的規(guī)律。在油種浸泡后，硬度不變；在水中浸泡后，硬度變小。油水浸泡后，表現(xiàn)為最終浸泡液的硬度，而與浸泡挨次無關(guān)。突然降壓性在井中，定子橡膠處于高壓之下，這時油氣中低分子量的烴類、二氧化碳、硫化氫等氣體極易溶入橡膠。由于某種緣由把泵提出井筒，這種突然降壓使溶入橡膠中的氣體有逸出的趨勢，引起橡膠的急劇膨脹，甚至起泡分層而使定子破壞。HNBR高飽和丁腈橡膠是一種能耐150oC長期高溫、有良好耐油性、耐H2S耐磨、有著較高物理機械性能的一種型橡膠。氣浸全部橡膠都有滲氣性。螺桿泵在井里時，在泵吸入口有游離氣和溶解氣存在，氣體的滲透力氣好于油和水，漸漸滲入橡膠中，氣體在壓力變化時，體積變化較大。依據(jù)氣體狀態(tài)方程，當(dāng)橡膠內(nèi)布滿自然氣、環(huán)境壓力變小時，橡膠內(nèi)的氣體膨脹，產(chǎn)生的內(nèi)壓大于外壓，在內(nèi)、外壓差作用下，氣體外滲。假設(shè)橡膠的滲透性不好，內(nèi)部壓力在短時間內(nèi)釋放不了，橡膠內(nèi)部就會產(chǎn)生鼓泡，鼓泡本身就是橡膠內(nèi)部脫層和破壞?！踩?、關(guān)于蠟、膠質(zhì)和瀝青原油主要是由各種碳?xì)浠衔锝M成的多組分混合物溶液。各種組分的碳?xì)浠衔锏南鄳B(tài)隨著油井壓力、油井溫度的變化而變化。流體中的固體物質(zhì)主要由碳原子1664〔即C

〕0.88?0.905，熔點在I6B o49oC?60oC之間。一般在油層條件下，石蠟處于溶狀態(tài)。石蠟在油中的溶解度隨著溫度降低而降低，同時，油質(zhì)越輕，對蠟的溶解力越強。對于溶有確定量蠟的溶液，溫度低于析蠟溫度時，石蠟便以結(jié)晶析出。還有泥沙和水等雜質(zhì)。通過對油井結(jié)蠟現(xiàn)象的觀看和對結(jié)蠟過程的爭論，影響結(jié)蠟的因素有：原油的組成〔包括蠟、〔〕；管壁的光滑程度和外表性質(zhì)。吸附于石蠟結(jié)晶外表，阻擋結(jié)晶的進展。而瀝青是膠質(zhì)的進一步聚合物，它不溶于油而以微小的顆粒分散于油中?！菜摹?、原油中各種組分對定子橡膠的影響芳香族溶劑：使定子橡膠變軟和膨脹，降低定子的強度?！癝:可使定子的漸進式外表變硬、收縮和發(fā)生裂紋，這主要緣由是由于硫元素能引起腈鍵的交換。CO:可以穿透橡膠，引起橡膠的軟化和膨脹，使定子發(fā)生“突發(fā)性降壓”。沙子:可引起定子橡膠的急劇磨損。幾乎全部的腈類定子在水中都會膨脹，它取決于鹽和水的含量。然而，在油水混合物中〔即使油的含量格外少〕，橡膠也是可以在水中膨脹的。選井條件100100.1套管內(nèi)徑必需大于井下工具最大外徑4mm。泵掛深度處溫度應(yīng)低于定子橡膠額定耐溫指標(biāo)10oC以上。產(chǎn)出液的H2SCO2氣體含量不大于？？ %？？%。滿足產(chǎn)品說明書所要求的其它特定條件。六、螺桿泵的主要性能參數(shù)計算〔一〕、理論排量1q=4e*2R*T=8eRT=4eDT〔二〕、泵的水力功率及軸功率1水力功率：N= QH一86400*102Y—液體密度kg/m3H—壓頭mQ—流量m3/dN 泵的水力功率KW2?軸功率N HQN=-Hn

86400*102n—泵的效率NA—軸功率〔三Fa=4eDAP P—進出口壓差〔四M=2eDT.i.—圓周率其次局部原油的組成及性質(zhì)一、原油的組成及性質(zhì)其次局部原油的組成及性質(zhì)自然原油主要由炭和氫兩種元素組成的，依產(chǎn)地不同?？赡芎猩倭康牧蚧?、氧化物和氮化物，以及很少量無機鹽類夾雜物。依據(jù)一些原油的分析結(jié)果，一般元素的組成是：C%H%C/HS%N%0%84?87 12?146.1 ?7.20.1 ?5.50.01 ?2.2 0.2 ?1.4大多數(shù)原油是由相對分子量〔以下簡稱分子量〕為16的甲烷等氣體和分子量由幾十到幾百的1000原油一般都是黑褐色的液體，密度在零點幾到一之間，其中含有幾百種甚至幾千種化合物的混合物〔美國石油爭論所曾檢出了含有 1346種化合物的烴類混合物〕，分子量的范圍是十幾到幾千。其主要組成化合物分為烷烴〔分子式的通式為

〕、環(huán)烷烴〔分子式的通式Gfn+2CH

、CH

、Cb

、、芳香烴〔分子式的通式GH^、CH

n n-2

n

Gfn-1

n-12類化合物有含硫、氧、氮的化合物；少量金屬的硫化物、氧化物、氮化物和少量度的金屬有機化合物；少量的硫、氧、氮和金屬等組成的復(fù)合有機化合物；一些人造石油和個別的自然原油中也含有一〔一〕烷烴〔石蠟屬烴〕烷烴可分為正烷烴、異烷烴、分支烷烴。后兩者是具有長鏈或短鏈，或者帶有一個或幾個側(cè)鏈的開鏈烴，其主鏈的兩端或側(cè)鏈的尖端帶有一個甲基〔一 CH〕。烷烴是飽和的烴類，其化學(xué)性質(zhì)比較安定，一般狀況下不和空氣中的氧發(fā)生作用，只有在較高的溫度下，或者在有輝光放電或有光化學(xué)作用下，才開頭氧化為醇、醛、醚以及脂肪酸等。CH?CH的烷烴是氣體，GH1CH3的是液體，Ci

o 2 7 6 8的沸點在28?300E28rC6HM在18C以下也結(jié)晶成固體。液體烷烴是石油的主要組成局部，其化學(xué)安定性較強，較難與一般化合物和元素發(fā)生反響。1〔貧氣〕和濕氣〔富氣〕。在干氣中，含有大量的甲烷和少量的乙烷、丙烷等氣體；而在濕氣中除含有較多的甲烷、乙烷外，還含有少量易揮發(fā)的液體烴如戊烷、己烷直至至辛烷的蒸氣，還可能有極少量的芳烴和環(huán)烷烴。干氣和濕氣之間并無嚴(yán)格的界限，通常以自然氣中丁烷以上的液體烴〔稱氣體汽油〕的含量來區(qū)分。假設(shè)在每立方的自然氣中含有低于100g的氣體汽油時稱為貧氣〔干氣〕，而在富氣〔濕氣〕100g700?800g2?液態(tài)烷烴?5上升而上升。在蒸餾石油時，G?Cw〔200?300C〕的組成中。而G?C15

〔20053．固態(tài)餾分

進入柴油餾分。。在常溫下，C16以上的烷烴為固態(tài)，一般以溶解狀態(tài)存在于石油中，當(dāng)溫度降低時，就有結(jié)晶析出，工業(yè)上稱這類固體烴類為蠟。通常從300C以上的餾分中，即從柴油餾分中才含有蠟。含蠟的多少，對油品的凝點的凹凸有很大的影響。蠟按結(jié)晶外形不同，分為兩種，一種是結(jié)晶較大，呈板狀結(jié)晶的稱為石蠟，另一種呈微小結(jié)晶的微晶形蠟稱為地蠟。石蠟主要分布于柴油和輕質(zhì)潤滑油餾分中，分子量一般為300?500,分子中碳原子數(shù)為20?35,熔點為30?70C。石蠟的主要成分為正構(gòu)烷烴，也含有少量的異構(gòu)烷、環(huán)烷及少量的芳香烴。500?70035?55，熔點為60?90°C。地蠟的成分較為簡潔，各類烴都有，但以環(huán)狀烴為主體，正、異構(gòu)烷烴的含量都不高?！捕抄h(huán)烷烴環(huán)烷烴構(gòu)造式一般為五員碳環(huán)或六員碳環(huán)，在石油中較多的是烷基環(huán)戊烷，烷基環(huán)己烷和二環(huán)烷等，這些都是飽和烴，性能比較穩(wěn)定，并且也是石油的主要組分之一，一般它在石油中的含量僅次于烷烴而居其次位。環(huán)烷烴具有脂肪族化合物的性質(zhì)，而不表現(xiàn)芳香族的性質(zhì)。它是潤滑油組成的主要組分。環(huán)烷烴在石油餾分中的含量是不同的，它們的相對含量隨餾分沸點的上升而增加，但在更重的石油中，因芳香烴的含量的增加，環(huán)烷烴則漸漸削減。一般來說，汽油餾分中的環(huán)烷烴主要是單環(huán)環(huán)烷烴〔重汽油餾分中含有少量雙環(huán)環(huán)烷烴〕；在煤油、柴油餾分中除含有單環(huán)環(huán)烷烴之外〔它較汽油餾分的單環(huán)環(huán)烷烴具有更長的側(cè)鏈或更多的側(cè)鏈數(shù)目還消滅了雙環(huán)及三環(huán)環(huán)烷烴〔在煤油、柴油重組分中已消滅多于三環(huán)的環(huán)烷烴〕而在高沸點餾分中則消滅了單、雙、三環(huán)及多于三環(huán)的環(huán)烷烴。環(huán)烷烴含量對油田粘度影響很大，一般含環(huán)烷烴越多，油品的粘度就越大。它是潤滑油的主要組分，其中少環(huán)長側(cè)鏈的環(huán)烷烴是潤滑油的抱負(fù)組分?！踩撤枷銦N芳烴是以6個碳原子構(gòu)成的苯核為根底的碳?xì)浠衔?，從其通?、 來看,類似不飽和烴GHn-6 GHn-12的化合物，但實際上由于它的碳原子的角度構(gòu)造和共軛雙鍵的特點，而無不飽和烴的性質(zhì)，并且是一種安定的化合物，一般狀況下不起氧化作用。由于它具有緊聚的且少氫的分子構(gòu)造，因而密度比芳香烴的密度、粘度、外表張力和蒸發(fā)潛熱能比分子量一樣的其它烴類大，因而使油料的粘度較大而揮發(fā)性較小。芳烴對某些有機物的溶解力很強，尤其對油脂類有獨特的溶解力。例如烷烴不溶解橡膠，也幾乎不溶脹橡膠，而環(huán)烷烴對橡膠也有不太大的溶解力，但芳烴則很簡潔溶解等橡膠部件。芳香烴是石油的重要組分之一。在輕汽油〔 <120C〕中含量較少，而在高沸點〔120C?300C〕餾分中含量較多，一般汽油餾分中主要含有單環(huán)芳烴；煤油、柴油及潤滑餾分中不但含有單環(huán)芳烴，而且含有雙環(huán)及三環(huán)芳烴；三環(huán)及多環(huán)芳烴主要存在于高沸點餾分及殘油中。多環(huán)芳烴具有熒光，這是石油能夠發(fā)光的緣由。芳香烴的抗爆性很高，是汽油的良好組分，常用作提高汽油質(zhì)量的摻合劑；燈用煤油中含芳烴多，點燃時易冒煙和使燈芯易結(jié)焦，是有害組分；潤滑油餾分中含有多環(huán)短側(cè)鏈的芳香烴，它將使?jié)櫥偷恼硿靥匦宰儔?，高溫時易氧化而生膠，因此，潤滑油精制時要除去芳香烴。〔四〕烯烴〔五〕氧化物〔六〕膠質(zhì)、瀝青質(zhì)硫、氧、氮等元素。均分子量為600?800,最高可達10001.0?1.70.005%〔重〕的膠質(zhì)就能使汽油從無色變?yōu)椴蔹S色，所以油品的顏色主要由于膠質(zhì)的存在而引起。膠質(zhì)能溶于石油醚、苯、乙醚中，也溶于石油餾分。膠質(zhì)在石油的分布是從煤油餾分開頭，隨餾分沸點的上升，其含量不斷增加，在渣油中的含量最大。膠質(zhì)很簡潔被吸附劑吸附，因此，油品用石油醚稀釋后，再用硅膠吸附，就可得出油品中的膠質(zhì)的含量，這些膠質(zhì)稱為硅膠膠質(zhì)。膠質(zhì)在受熱氧化時，可轉(zhuǎn)為瀝青質(zhì)，進而生成不溶于油的油焦質(zhì)。11300都能溶于石油醚中，因此當(dāng)石油中參與適當(dāng)?shù)氖兔阎?，瀝青質(zhì)就可以沉