有杆泵抽油系统软件设计技术手册

1、有杆泵抽油系统软件设计技术手册及操作手册一、技术手册根据sy/t5873.1-93、sy/t5873293标准和油井产能预测及生产 或试汕情况，结合有杆泵工艺技术水平和实践经验，进行有杆泵抽汕 系统设让。（-）下泵深度计算根据sy/t5873.1-93标准推荐方法计算有杆抽汕泵下泵深度：(1)心仏几（1一人）（273 +）/293pc =几(1 / 0 -1) + rlf)仏(1 - a )(273 + f) / 293(2)pi -几九+几（1-九）(3)式中：lp下泵深度，mpwf流压'pa；p i井液密度，t/m3h油层中部深度，mfw井液初期含水率，f;w水密度，t/m 一般取

2、1.0t/m3p o地面原油密度，yp 1x9800)y 一井液重度,n/n?；（rlp一生产油气比，m3/m3 ；pb饱和压力，pa； psc泵挂深处压力，pa； psc标准状况压力，取101 x 103pa； t泵挂深处井温，°c；b要求的泵充满程度，无因次小数，取0.40.6。以上公式中，汕气比对下泵深度影响较大。参考计算结果，结合油田实际生产情况，可对泵深进行适当调整,使其更能满足实际生产需要。（-）有杆泵抽汲参数优选根据采油工程手册推荐方法对抽油参数进行优选。为减轻抽油杆柱的疲劳，减少弹性变形影响和冲程损失，原则上按抽油机最犬冲程來初选冲程。用加速度因子（c）计算初选冲数（

3、n）,冲数由下 式计算：川=卜 1790（ 4）在选择冲程和冲数时一般要保证c< 0.225o根据“长冲程、低 冲次、合理泵挂、较高泵效”的原则，结合油田试采生产情况或生产 实践经验，优选抽汲参数。常规情况下以最大冲程、中等冲次为原则，对稠油或较深泵挂井, 应以最大冲程、较低冲次让算得出。最大冲程常用的为4.8、3.2、2.7、2. 1,要结合抽汕机类型定。 （三）初期泵径计算及泵型选择根据sy/t5873.1-93标准推荐方法由下式让算泵径：d = 0.02974 /空（5）y （1 - fiv） sn jp i式中：d泵径，m；q0初期fl产油量，t/d；s一冲程，m；n一冲数，mi

4、n（；p i井液密度，t/m3fw初期含水率，f,几一泵效，无因次小数，一般取0.60.7。根据汕藏工程部署和产能预测，根据公式（5）结果确定泵径。 泵径要与下泵深度结合考虑。表1给出各种常用泵在实际应用中的最 大下泵深度（主要考虑冲程损失及杆强度）。表1 常用泵在实际应用中的最大下泵深度统计表泵径mm2832384456 ( 57)70泵深m310026002300200018001200（四）抽油杆柱设计抽汕杆柱设计按各级抽汕杆顶部最大应力相等原则设计。根据 sy/t5873.1-93和sy/t5873.2-93标准，结合油田冇杆泵采油实践经 验：按抽汕杆大小一般来说：二级抽汕杆的组合为2

5、5、22； 22、19；19、16三种，三级抽油杆组合为25、22、19； 22、19、16两种组合。按泵的大小一般來说：* 56 （ 57） mm及以下泵的抽油杆选择三级组合杆，©70mm及以上泵选择二级组合。视泵下深度及抽油杆顶部应力大小最后确定抽油杆组合。一般采用d级抽汕杆，超深抽井采用h级杆或玻璃钢杆。常用抽油泵杆组合可参考采油技术手册给出的数值（见表2、 表3）,然后根据油田（区块）的具体情况和各级杆柱强度校核值再 进行适当调整。表2 各级泵在最大允许下深的情况下d级杆抽油杆组合推荐值泵径mm2832384456 ( 57 )7()最人泵深m3000280025002200

6、1800135()杆（mm）25*22*1925*22*1925*22*1925*22*1925*22*1925*22组合（）17*20*6319*21*6021*24*5523*27*5030*35*3540*60表3 各级泵在最大允许下深的情况下h级杆抽油杆组合推荐值泵径mm2832384456 ( 57)70最大泵深m430040003500315023501850杆（mm）25*22*1925*22*1925*22*1925*22*1925*22*1925*22组合（）18*20*6219*22*5921*24*5524*27*4931*35*3440*60(6)(7)(8)在交变载荷

7、作用下，抽汕杆柱往往由丁疲劳而发生破坏，所以应 进行抽油杆柱强度校核。根据sy/t5873.1-93标准，应用原苏联奥金 格计算方法进行抽油杆强度校核计算。o v max v min _ ' imx ' min“一 22fr6 § d式中：° c 折算应力，n/mm2； 0 max抽油杆顶部最大应力，n/mm2； 0 min抽油杆顶部最小应力，n/mms 0 a应力幅度，n/mif； 。.i抽汕杆的许用应力，d级抽汕杆许用应力为90n/mm2； h级抽油杆许用应力为100von/mm?；pmax各级杆悬点最人载荷n； pmin各级杆悬点最小载荷n ； fr一

8、抽汕杆柱截面积，mm2o一般认为抽油杆应力利用率范围在0.60-0.95之间为合理，根据 强度校核计算，各级抽油杆折算应力均应小于抽油杆许用应力，且应 力利用率要比较均衡地分布在合理范围之内。如果各级应力大小分布 差别较大或折算应力比抽油杆许用应力小很多，要考虑对抽油杆的组 合重新进行调整。(五)抽油机选择选择抽油机主要参考抽油机载荷利用率和扭矩利用率两项参数， 故选择抽汕机应根据前面优选的工作参数及杆组合计算出最犬悬点 载荷和最大扭矩，并进行载荷利用率和扭矩利用率计算。各型号抽油 机的额定悬点载荷和额定扭矩见表4一般认为抽汕机载荷利用率和扭矩利用率合理范围为 40%80%,所选抽油机应满足载

9、荷和扭矩要求。表4常用抽油机的额定载荷、扭矩及配套电机一览表抽油机型号额定悬点载荷(kn)额定扭矩(kn*m)最大冲程(m)配套电机功率 (kw)cyj3-1.5-6. 5hb306.51.55.5cyj3-2. 1-13i1b30132. 17.5cyj5-2. 1-13hb50132. 115cyj5-2. 7-26hb50262.722cyj6-2. 5-26hb60262.518.5cyj8-3-48hb8048330cyj10-3-47i1b10048337cyj10-3-48hb10048337cyj10-3-53hb10053337cyj12-4.8-73hb120734.845

10、cyj12-5-73hb12073545cyj14-4.8-73hb140734.8551、载荷计算：根据sy/t5873.1-93标准，悬点最大、最小载荷由下式计算:% =叱 +(9)sn 2pinin = %(1-仝一)(10)mm 八 1790式中：pmax悬点最大载荷，n ;pmin悬点最小载荷，n;w一抽油杆在空气中的重力，wr =qrglp, n；w一液柱在柱塞面积上的重力，w) =aplpgp 1，n；s一冲程，m；n冲次，min"。2、扭矩计算：根据采油工程手册推荐经验公式计算最大扭 矩。其计算公式如下：必叭=1800 5 +0.202 5（pmax -pmin）（1

11、1）式中：mmax一减速箱输出轴最大扭矩，nm；其余符号同前。3、电动机功率计算：根据sy/t5873.1-93标准计算电动机功率。计算公式如下:n = 2加4 x107（ 12 ）_60乂式中：n电动机功率，kw；nzc总传动效率，及减速箱传动效率与皮带轮传动效率 的乘积，取0.85；其余符号同前。4、抽油机型号选择根据上述悬点载荷和扭矩计算选择油机型号时，除要求能满足 目前生产需耍，还应考虑汕皿开发后期含水上升和提液需要，故抽汕 机型号应选偏大些。抽油机选择应遵循以下原则：a选择抽汕机应该在汕井经济生产期内满足最大供液能力的需要；b. 应在使用期内有较高的载荷、扭距利用率在4080%之间；

12、c. 一般条件下油井应选用常规型抽油机，对稠油井或产能较高而套 管一直径相对较小的井，应选用具有较大冲程的抽汕机；d. 所选抽油机应进行区域统筹，对同一区域或同一采油矿区所选机 型尽量不要太杂。（六）汕管柱选择参考sy/t5873.1-93标准和采油工程手册推荐方法，结合油 田实际应用情况，油管一般选择"89mm、* 73mm油管（以73mm 汕管为主），钢级为j55或n80 （以j55汕管为主）。表5根据抽油泵选择油管尺寸一览表泵径（mm）283238445670油管外径（mm）737373737389二、操作手册当用户正确启动了这个程序之后，将会出现下面的窗体:&采油工程

13、计算软件-采油工程计算软件-杲新話“ 参数输入抽油杆柱杲隹匹配 3關昌孕a尊晶电鱼0 ® ®黑聲无斤社衮监宋体c3de g基本参数愛入抽油机股号晟大冲程（司:冲程（j » m4.8cyj3t.5-6.5hb1.542h油层中部探度> 3840b :3450cyj3-2.1-13hb2. 153珥一井液初期含水率 > 无因次小数取0- 1 ;0. 1cyj5-2. 1-13hb2. 164r：生产油气比 99«j/bj ；60.6cyj5-2.7-26kb2.775pbis和压力.27.3x10*pa；2.3e+07cyj6-2.5-26hb2

14、.586p克压.27.3»0.8x10*pa；18e+07cyj8-3-48hb397t泵挂除处井逞,取909 ；85cyj10-3-47hb3108<a初期日产油量"t/d；14.7cyj10-3-48hb3119n 泵效 > 无因次小数 > 一般取0. 6-0. 70.6cyj10-3-53hb31210p。一地面油密度> t/»j >0.90.8606cyj12-4. 8-73hb4.81311油井星犬产液含水£<=0.90.9cyj12-5-73hb51412抽油杆钥级别dcyj14-4.8-73ke：4.81

15、513抽油杆直径选择（±、中.下 mm2522191614抽油杆比例 > 小数（純不笹m昨秒欧秋）0.280.330.39m q3 o/+.0 .00o37 zo j .00.0本程序主要用于冇杆泵抽油系统杆、管、泵及抽油机设计。1. 程序菜单从上图可以看出，本程序有五个菜单项，从左到右分别是参数输入、抽油杆 柱最佳匹配、帮助、切换。各项按钮功能介绍如2 （从左到右介绍）（1）当用户打开参数输入时，岀现基础参数输入、输入合理值菜单项： 单击基础参数输入菜单项，将会出现如上的窗体：表屮e3： e15、f15： g16数据要输入。e1：输入冲程数据，要结合抽油机型号定，初期选4.8

16、或3.2或2.7。e2：输入油层屮部深度数据。e3：输入井液初期含水率数据，要根据油藏实际定，如没有一般选0.1。 e4：输入生产油气比数据，这个数据很重要，对泵下深度影响较大。e5：输入饱和压力数据，注意单位为pa。e6：输入流压数据，注意单位为pa,该值一般由油藏工程捉供，如果没有, 可以按饱和压力的80%-85%给值。e7：输入泵挂深处井温数据，该值一般由油藏工程提供的油藏小部温度折算。e8：输入初期日产油量数据，该值一般由油藏工程单井产能设计结果确定。e9：输入泵效数据，一般取0. 6-0. 7oe10：输入地面油密度数据，该值一般由油藏工程提供。e11：输入油井最大产液含水率数据，该

17、值一般由油藏工程开发指标预测结 果提供。e12：输入抽油杆钢级别数据，初选d级杆。e15：g15：自上而下输入抽油杆直径选择数据，二级抽油杆的组合为25、 22、22； 22、19、19； 19、16、16三种，三级抽油杆组合为25、22、 19； 22、19、16 两种。f16： g16：自上而下输入抽油杆占的比例。如不输则计算机默认给定。如果 要抽杆最佳匹配，则可以不输。 单击输入合理值菜单项，将会岀现如上的窗体：f4： g4：输入两种不同冲次。根据“长冲程、低冲次、合理泵挂、较 高泵效”的原则，根据e4提供的计算结果，所选的值要小于计算值。f5：输入下泵深度。根据e5提供的计算结果，所选

18、的值耍大于等于 计算值，计算值（e5）不要超过右表提供的最大下泵深度值。f6：输入泵径。根据e6提供的两个冲次计算的泵径结果，所选的值 要大于或等于计算值。(2) 当用户打开"抽油杆柱最佳匹配时,将出现要最佳匹配时请按此菜单项, 单击要最佳匹配时请按此菜单项，计算机自动计算并给出最合理抽油杆比例 值。(3) 当用户打开结果表时，将出现结果表、最下级抽杆比例图、中间级 抽杆比例图、下泵深度与气油比关系图菜单项： 单击结果表时，进入结果工作表，显示3种计算结果：a :有杆泵采油系统设计表：冲次、下泵深度、泵径、悬点最大载荷、悬点 最小载荷、减速箱输出轴最大扭矩、电动机功率、选定抽油机型号

19、、油管外径选 择、钢级等。b :抽油杆柱设计表：抽油杆直径、抽油杆长度、抽油杆重量、液柱在柱塞 面积上的重力(f二0. 9)、液柱在柱塞面积上的重力(f=0. 1)等应力。c :抽油杆柱许用应力计算表：不同冲次三级抽油杆最大、最小，应力幅 度，抽油杆的许用应力等。其屮上屮下三个级别抽油杆的许用应力应该 满足以下条件：许用应力相近且不超过最大许用应力(d级抽油杆许 用应力为90n/mni h级抽油杆许用应力为1 00-120n/mm2) 单击最下级抽杆比例图时，进入3工作图，显示最下级抽杆最大比例值及 最下级抽杆比例与应力关系曲线。 单击中间级抽杆比例图时，进入2工作图，显示中间级抽杆最大比例值及 中间级抽杆比例与应力关系曲线。 单击下泵深度与气油比关系图时，进入下泵深度图工作图，显示气油比与 下泵深度