6稠油井抽油杆柱设计方法（ 严利民）.pptVIP

西安石油大学 成人高等教育毕业设计（论文） 稠油井抽油杆柱设计方法 严利民 1.前言 2.稠油的基本特性 3.稠油井中抽油杆柱设计 4.示例计算与分析 5.结论与建议 稠油井抽油杆柱设计方法 1.前言 1.1目的意义及发展概况 有杆泵采油是迄今为止最主要的机械采油方式，继热力采油，蒸汽吞吐等增温降粘措施后，有杆泵抽汲稠油技术，成为举升稠油的重要方法。 有杆泵抽汲稠油过程中，由于流体粘度过大，将发生以下几方面的问题： 稠油井抽油杆柱设计方法 A. 粘度过大导致抽油杆下冲程时的运动滞后，降低了抽油泵的排量。 B. 易发生抽油杆接头自动卸扣造成抽油杆柱的脱落事故。 C.上冲程时,稠油与抽油杆及其接箍表面产生巨大摩擦力，严重时将可能把抽油杆拉断。 因此，关于有杆泵抽汲稠油工艺设计的研究就十分必要。 稠油井抽油杆柱设计方法 稠油井抽油杆柱设计方法 1.2本文工作 本即以直稠油井为研究对象，研究分析在考虑粘度随温度变化的情况下，将抽油杆柱分成微段，迭加计算每个节点的最大、最小载荷以及应力分布；同时进行稀油井中的抽油杆柱载荷计算，并同稠油井中的抽油杆柱载荷作比较，从而得到较理想的抽油杆柱设计，并对其所受载荷进行敏感性分析。 2.稠油的基本特性 2.1稠油类型的划分 1982年第二届国际重油沥青砂学术会议建议，将油层条件下脱气原油粘度大于50mPa.s，相对密度大于0.934的原油划为稠油，也叫重油。 联合国培训研究署 、中国石油石油天然气总公司及各油气田对稠油的分类均有所不同。 2.2吐哈油田稠油特性 稠油井抽油杆柱设计方法 吐哈油田根据原油流动的特性和组分特点，结合目前的开采工艺技术水平，利用粘度、密度和胶质沥青含量三项指标，将稠油分成三种类型，这三种类型稠油的特点是： 稠油井抽油杆柱设计方法 在地层条件下，原油的流动性很差，如不加热将很难流动，地层温度低于粘温曲线上的拐点温度。 40 0.88～1.0 8000 1000～10000 特稠油 地层流动性能较中稠油差，粘温曲线上拐点温度接近或稍高于地层温度。 30～40 0.95～0.98 700～8000 100～1000 重稠油 原油在地层条件下，流动性能较好，粘温曲线上拐点温度小于地 层温度。 20～30 0.934～0.95 300～700 50～100 中稠油 50℃ 地 下 特性 胶质沥青 含量（%） 地面原油 相对密度 原油粘度（mPa.s） 稠油　　类型 2.3粘温关系 Adrade粘温关系式： Walther粘温关系式： 稠油井抽油杆柱设计方法 3 稠油井中抽油杆柱设计 抽油杆柱是将地面往复运动传递到井下抽油泵的中间环节，也是有杆抽油系统中最为薄弱的环节之一。 其工作的可靠强度直接决定油井是否能正常生产，其工作性能的好坏直接影响着抽油效率。 同时，抽油杆的组合尺寸又直接影响到抽油系统的效率，因此设计经济、安全、合理的杆柱组合尺寸关键在于准确地计算杆柱载荷的变化。 稠油井抽油杆柱设计方法 3 稠油井中抽油杆柱设计 抽油杆柱是将地面往复运动传递到井下抽油泵的中间环节，也是有杆抽油系统中最为薄弱的环节之一。 其工作的可靠强度直接决定油井是否能正常生产，其工作性能的好坏直接影响着抽油效率。 同时，抽油杆的组合尺寸又直接影响到抽油系统的效率，因此设计经济、安全、合理的杆柱组合尺寸关键在于准确地计算杆柱载荷的变化。 稠油井抽油杆柱设计方法 3.1稀油井中，抽油杆柱载荷计算 稠油井抽油杆柱设计方法 悬点最大载荷： 悬点最小载荷： 3.2 稠油井中，抽油杆柱载荷计算 稠油井抽油杆柱设计方法 由于稠油的粘度对温度变化很敏感,而产液温度又沿井筒变化,因此,不同井深处抽油杆所受摩擦载荷各不相同,故进行载荷计算时,将抽油杆自下而上分为n个微段,逐段计算其所受载荷,在抽油杆上任取一微段 (假设其上方微段为 段), 具体分析其受力如下: 3.2.1抽油杆柱微段上载荷计算 稠油井抽油杆柱设计方法 a.摩擦载荷 (1) 抽油杆柱与液体间的摩擦力， 稠油井抽油杆柱设计方法 (2) 液柱与油管间的摩擦力, (3) 抽油杆与油管的摩擦力, 稠油井抽油杆柱设计方法 b. 抽油杆柱的重力载荷， 上冲程 下冲程 c. 惯性载荷, 稠油井抽油杆柱设计方法 3.2.2 抽油杆柱底端载荷计算 上冲程 下冲程 稠油井抽油杆柱设计方法 悬点