采油工程第二次大作业——举升设计

1、采油工程课堂环节考核 举升设计四问题1：电流卡片分析是电动潜油离心泵井管理的一项重要手段，查阅资料分析不同工况井电流卡片的特征、分析产生的原因及提出解决的方法。 电流卡片诊断 电潜泵控制屏上装有电流记录仪, 在电潜泵运行过程中, 电流表指针带动记录笔在电流卡片上做出1条曲线, 曲线所记录电流与电动机工作电流呈线性关系, 通过这条电流曲线就可以直接判断出机组的运行状况。这种方法只能根据经验对某些故障在电流卡片上的反映进行粗略的定性解释，没有提出任何量化的概念。不同工况井电流卡片（1）正常运行电流卡片正常运行时，其电流是恒定的。电流线上的电流稍高或稍低于铭牌电流，但总体上是平稳匀称的。 （2） 电

2、源电压波动电流卡片电流曲线上出现“钉子状”突变，这是电压波动导致电流波动反映。产生的原因 :动力系统出现周期性的重负载而引起的电压瞬时下降;例如，附近抽油机多口井同时启动，大功率注水泵启动; 解决方法:尽量隔开负载，比如：在大面积停电来电后,等其他设备启动后再启动电泵。（3） 欠载停机电流卡片 该电流曲线表示油井供液不足,电泵运行一段时间后,因抽空欠载而自动停机,曲线中的周期性启动是由自动控制实现的欠载停机原因:井液密度过低;产液量小,选泵不合理;延时继电器或欠载继电器部分出现故障;电泵运行电流值小于欠载电流整定值所导致;泵轴断或花键套脱离等.解决方法:检修延时继电器或欠载继电器;更换与该井相

3、匹配的机组;改变采油方式,改选其他采油方法,对于泵故障应起泵检查并更换机组.A启动阶段，此时环形空间的液面很高，由于液柱的动压头下降，所以排量和电流都高于正常值。B正常工作阶段，其排量接近设计要求。C排量低于额定排量，并产生波动，这是由于液面下降而使泵吸入口压力降低，气体开始进泵,因而电流下降。D电流值既低又不稳定，这是由于液面接近泵的吸入口，气体进泵量增加并且不稳定，而导致电泵欠载且波动，最终机组欠载停机。几种欠载停机电流卡片模式1.提高下泵深度。2.如果不能增加下泵深度，则可以装油嘴限产使液面高提高。3.如果两种办法都不能奏效的话，可实行间歇生产方式。对于这样的井，下次起泵时应重新选泵。解

4、决的方法：解决的方法：几种欠载停机电流卡片模式泵抽空故障模式 A、B、C三段与三段与“气锁气锁”卡片的分卡片的分析情况基本相同，有所不同的是因析情况基本相同，有所不同的是因游离气少而未引起波动。游离气少而未引起波动。D段表明段表明液面接近吸入口，排量和电流下降液面接近吸入口，排量和电流下降最后导致欠载停机。延时再启动后最后导致欠载停机。延时再启动后，液面稍有回升，但液面很快下降，液面稍有回升，但液面很快下降再次抽空停机再次抽空停机这种情况说明机组选得过大。解决这种情况说明机组选得过大。解决办法除与办法除与“气锁气锁”办法相同之外，办法相同之外，还可以对该井采取增产措施，提高还可以对该井采取增产

5、措施，提高油井的产能。油井的产能。井液太少、流量太小油井供液不足（4） 过载停机电流卡片 该电流曲线表示电泵启动后正常运行一段时间后由于受井下不正常因素的影响,工作电流不断上升,当电流增加到过载保护电流时,过载保护装置动作而自动停泵.过载停机原因:井液密度、粘度的增加；洗井不彻底，井内有杂质过低;油管或地面管线结蜡;雷击造成缺相;机组本身故障(机械磨损电动机过热等).解决方法:正常过载停机应进行洗井;下泵前冲砂,同时对出砂井要考虑上提机组;定期清蜡或热洗地面管线;查处原因处理缺相;更换机组（5） 气体影响电流卡片 卡片上的曲线呈锯齿状,曲线呈小范围密波动,说明井液中含有较多气体产生的原因:电流

6、波动是由于井液中含有游离气体而造成电流不稳定,这种情况不仅造成排量效率低,而且也容易烧坏电机;另外可能是泵内的液体被气体乳化而引起的.解决方法:泵吸入口加气锚或旋转式油气分离器;合理控制套管气;保证机组合理的沉没度;井液中加破乳剂。题目二问题2：Z油田Z1-1井在自喷生产时油井资料数据如下：气体相对密度0.65；原油相对密度0.88；地层压力11.5MPa；饱和压力8.8MPa；生产气油比58m3/m3；井底温度52；油井产液量147m3/d；含水率82.2%；采液指数45m3/d/MPa；油管压力1.5MPa；油层中部深度1020m；套管尺寸139.7mm；油管内径62mm；天然气压缩因数Z

7、=0.85；网路电源电压6000V；电源频率50Hz；泵挂深度960m，泵吸入口压力2.7MPa，该井拟采用电动潜油离心泵生产（计算压力分布时，按静液柱计算压力损失）。三种电动潜油离心泵如图所示题目二图2-1 Q20电动潜油离心泵的特性曲线图2-2 Q25电动潜油离心泵的特性曲线图2-3 Q30电动潜油离心泵的特性曲线(1) 确定该井的IPR曲线；(2) 计算对应的油井产液量；(3) 根据电动潜油离心泵的特性曲线选择合适 的电动潜油离心泵；(4) 计算需要的总压头(5) 估算电动潜油离心泵的级数；(6) 计算需要的潜油电机的功率。所需求解的问题所需求解的问题采用教材P19油气水三相流入动态计算

8、方法dmPPJqbrLb/5 .121)8 . 85 .11(45)(3dmPJqqbLbo/5 .3418 . 18 . 8445 .1218 . 13max(1) 确定该井的IPR曲线btqq 0455.11twfqp（1）maxotbqqq（2）)5 .1215 .3415 .121808118 . 8)822. 01 (125. 0)455 .11(822. 0ttwfqqp（toqqmax45)9822. 08()5 .341()455 .3415 .11(822. 0twfqp（3）利用MATLAB绘制出IPR曲线如下图图2-4 油井IPR曲线(2) 计算对应的油井产液量由于泵挂深

9、度与井底相差深度较小，为60米，为了简化计算，按静液柱压力计算井底流压。平均流体密度3w/64.9781mkgffwwoLMPaghhppLwf275. 3)(泵吸入由静液柱压力计算井底流压由IPR曲线可以得到，对应井底流压下的油井产量为dmq/3 .3403(2) 计算对应的油井产液量MPapwf275. 3dmq/3 .3403(3) 根据电动潜油离心泵的特性曲线选择合适电动 潜油离心泵； 根据设计要求选排量在340.3m3/d时在最佳排量范围内的泵，故选择Q30电动潜油离心泵，读出泵效为0.92，扬程为5m图2-5 Q30电潜泵的特征曲线(4) 计算需要的总压头泵出口压力泵的有效总扬程：

10、MPaghppLpout707.10104.9788.99605.16-mgppHpinpout87.834109.8978.642.7-707.101066LsmPasmPaow2279. 03014. 0，smsmooowww/1059. 2880102279. 0/103014. 01000103014. 0273263由油层物理相关经验公式计算可得该条件下的油水粘度为：潜油离心泵的校核由图可查得Q30电潜泵的转速min/2900 rn 为简化计算，假设经油气分离器分离后进泵时自由气体被完全分离，此时，=0.假设该产出液中水是连续相，所以油水乳化液的有效运动粘度为：scmsmbbowwowwo/0053. 0/1031. 5822. 0188010001000880822. 011103014. 0111121227363潜油离心泵的校核查课本图4-4“潜油离心泵粘度校正诺谟图”有所以，校正之后粘性液体时泵的排量、压头和效率97.0,0.1,0.1KKKQHmK87.834187.834HHH核dQKQQ/m34313 .3403核89. 097. 092. 0K核潜油离心泵的校核(5) 估算电动潜油离