5.5 泵效分析计算法
针对油田抽油机井所选取的不同型号的抽油泵,对抽油系统效率的影响也不相同。如果知道现场抽油泵的一些基本数据。可以考虑用本方法计算抽油机系统效率。
系统效率的基本公式如下:
= (5-40)
W = (取 电机=0.9; 抽=0.8) (5-41)
光杆功率可由下式计算:
(5-42)
所以:
W= (5-43)
将其代入(5-42)式,由于 = ,故有:
= (5-44)
又因为:
Q理=1440APSn=1440 Sn=360 Sn (5-45)
所以:
= (5-46)
代入式子(5-44)得
= (5-47)
= (5-48)
式中: ——抽油机系统效率;
Hp——举液高度;
qc——油井实际产量;
Hp——下泵深度;
——油管直径;
dp ——泵径;
d ——抽油杆直径;
S ——冲程;
n ——冲次;
5.6 拟自喷井法
假设抽油机井产液量为 ,油压为Pt,套管压力Pc,当产液量确定后,根据IPR曲线可确定流压Pwf。假想有一口自喷井,其产液量、油压、套管压力等与上面抽油井相同,按系统的能量分布结构,研究以上油井能量关系,导出假想自喷井的实际举升液体高度[11]。通常,
输入能量=实际举升液体高度所需能量+剩余能量+耗散能量
因为剩余能量可归到输出能量中,所以,
输入能量=输出能量+耗散能量
对自喷井有以下关系式:
套管中: =( - ) + (5-49)
油管中: = + + (5-50)
所以:
=[( - ) + + ]/( + ) (5-51)
式中: L自——假想自喷井油管长度,即假想自喷井实际举升液体高度m;
——油管长度,m;
Hd——动液面深度,m;
——油套环中空的液柱密度,g/m ;
Pc——油井套管压力,MPa;
Pt——油井油压,MPa;
——油管内液柱密度,g/m ;
——油管单位长度上摩擦阻力造成的压降损失 ,即平均摩擦密度
抽油机井的能量方程为:
套管中:
=( - ) + (5-52)
油管中:
+ = + + (5-53)
由以上两式:式中P为泵上、下压力差MPa。此时可以将泵看成是增压器,而抽油机举升液体高度由于:
输出能量=( - ) = (5-55)
所以:
= - = -( - )[ /( + )]+( - )/( + ) (5-56)
令 = + , 表示油管中液体自重及摩擦对压力降的影响,为液体的视密度。则有:
= -( - ) / +( - )/ (5-57)
当压力单位为MPa,密度单位为g/m ,高度单位为m时,将上式的压力项乘以系数102,有:
= -( - ) / +102 ( - )/ (5-58)
上式中平均摩擦重度可由达西公式表示为:
=( )/(2 ) (5-59)
阻力系数 =64 / , = / 油管, 表示液体做复杂的间歇运动,使其流动阻力增加 倍。
=(32 )/(g ) (5-60)
式中:
= + (1- ) (5-61)
= + (1- ) (5-62)
=( / )/(24 3600 /4) (5-63)
取 =2,有:
=[ /(10390.8 )][ + (1- )] (5-64)
式中: ——油井产液量,t/d;
——抽油杆与油管之间的等效半径,m;
由上述公式即可求出抽油机有效举升液体高度 。抽油机系统效率公式:
=9.8 /(986400 )
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