《射流泵采油》ppt课件

1、2射流泵采油1水力射流泵井设备与任务原理2水力射流泵的任务特性参数3水力射流泵井消费参数优化设计4水力射流泵井消费管理与缺点诊断4主要内容9射流泵采油射流泵采油1水力射流泵井设备与任务原理水力射流泵井设备与任务原理2水力射流泵的任务特性参数水力射流泵的任务特性参数3水力射流泵井消费参数优化设计水力射流泵井消费参数优化设计4水力射流泵井消费管理与缺点诊断水力射流泵井消费管理与缺点诊断5水力射流泵采油系统水力射流泵也称放射泵是利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传送给井下油层产出液的无杆水力采油设备。射流泵采油系统与水力活塞泵一样，由地面包括动力液供应和产出液搜集处置系统和井下包括动力液及产出

2、液在井筒内的流动系统和射流泵两大部分组成。地面部分和井筒流动系统与水力活塞泵开式采油系统相同，动力液在井下与油层产出液混合后前往地面，见图4-16。6水力射流泵采油一、水力射流泵采油系统井口高压泵机组高压控制管汇动力液处置安装计量安装地面管线系统组成油井安装地面流程井下器具管柱构造射流泵图4-16 射流泵采油井下系统表示图射流泵主要由喷嘴、喉管及分散管组成。喷嘴将高压动力液的压能转换为高速流动液体的动能，并在嘴后构成低压区。高速流动的低压动力液与被吸入低压区的油层产出液在喉管中混合，流经截面不断扩展的分散管时，因流速降低将高速流动的液体动能转换成低速流动的压能。混合液的压力提高后被举升到地面。

3、78井下射流泵任务表示图二、水力射流泵任务特性(一)射流泵任务原理动力液地面加压；油管或公用动力液管保送；动力液被传至井下喷嘴；经过喷嘴将压能转换动能；嘴后构成低压区；动力液与油层产出液在喉管中混合；经分散管动能转换成压能；混合液的压力提高后被举升到地面。9图4-17 井下射流泵任务表示图水力射流泵排量、扬程取决于喷嘴面积与喉管面积的比值。优点：(1) 没有运动部件，构造紧凑，泵排量范围大水力射流泵举升原理注入井内的高压动力液的能量传送给井下油层产出液。(2) 可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高含蜡油井。(3) 对定向井、程度井和海上丛式井的举升有良好的适应性。10缺陷：高压

4、动力液经过喷嘴时的水力阻力损失高速流动的动力液与低速流动的油层产出液产生的高湍流混合损失射流泵的效率远低于容积式泵的效率(大规模运用效率偏低)需求建立地面动力液系统以上缺陷使放射泵运用遭到一定的限制1112主要内容9射流泵采油射流泵采油1水力射流泵井设备与任务原理水力射流泵井设备与任务原理2水力射流泵的任务特性参数水力射流泵的任务特性参数3水力射流泵井消费参数优化设计水力射流泵井消费参数优化设计4水力射流泵井消费管理与缺点诊断水力射流泵井消费管理与缺点诊断放射泵的面积比定义为： R = j13AAtq3q1流量比定义为： M =地层产出液与动力液得失能量之比定义为放射泵的泵效：= MHE =q

5、3(P2 P3 )q1(P1 P2 )P2 P3P1 P2压力比定义为： H = 1 R 2R(1 + M ) 1 + M 22 (1 + K j ) (1 + K s )M R R (H 2 3 ) = 1 N H(H1 2 ) M + N N = (1 + K j )+ (1 + K S )M 3 + (1 + Kt d )R 2 (1 + M ) + K 1 R 1 R AjAtR =q3q1M =P2 P3P1 P2H = MHE =q3(P2 P3 )q1(P1 P2 ) 2 H H = 2 R 3 射流泵无量纲特性曲线特性方程1415喷嘴与喉管直径根据油井的详细情况进展选泵时，在选

6、定泵的特性曲线上确定最正确流量比、压力比，在此根底上以油井的产液量和动力液流量为依据，求出最正确喷嘴直径及喷嘴与喉管的面积比。1q1(P1 P3 )/Aj = 0.06082d j = 2 A j / 314.由已选定的泵型确定其喷嘴与喉管的面积比，再求出喉管面积：At = Aj/Rdt = 2 At/3.1416放射泵在非等密度体系中的水力特性放射泵的任务特性方程是进展放射泵设计及其运用的主要根据。布朗(Brown)给出的特性方程只适用于等密度体系。油田采用放射泵普通是用污水作为动力液，开采地下原油。动力液和产出液的密度、粘度等物性不一样，应推导出适宜于普通条件下的放射泵任务特性方程，并研讨

7、相关要素，如密度比和摩擦损失因数对放射泵水力特性的影响。(H 2 3 ) = 1 N H(H1 2 ) M + N N = (1 + K j )+ (1 + K S )M 3 + (1 + K t d )R 2 (1 + M ) + K1 R R (1 + K j ) (1 + K s )M R 2 2R(1 + M ) 1 + M 21 R 1 R 17布朗方法布朗运用洛伦兹(Lorenz)混合损失实际，根据能量守恒原理，给出了等密度体系中的放射泵任务特性方程 2 H H = 2 R 3 式中H为无因次压头比；H1为动力液进泵前压头； H2为混合液在泵排出口处的压头； H3为地层液在泵吸入口

8、处压头；M为无因次流量比，即地层液体积流量q3与动力液体积流量q1之比；R为无因次面积比，即喷嘴截面面积Aj与喉管截面面积At之比；Kj，Ks，Kt和Kd分别为喷嘴、吸入环道、喉管和分散管的摩擦损失因数。(1) B =118布朗方法的修正式(1)在非等密度体系中运用时会呵斥较大的误差，需进展修正。1、修正的特性参数、修正的特性参数将无因次压头比将无因次压头比H修正为无因次压力比修正为无因次压力比1H(P2 P3 )(P P2 )=(2)式中P1为动力液进泵压力；P3为地层液进泵压力；P2为混合液在泵排出口处压力。在非等密度体系中，定义无因次密度比 31式中 为动力液密度； 3 为地层液密度。(

9、3)1920212223主要内容9射流泵采油射流泵采油1水力射流泵井设备与任务原理水力射流泵井设备与任务原理2水力射流泵的任务特性参数水力射流泵的任务特性参数3水力射流泵井消费参数优化设计水力射流泵井消费参数优化设计4水力射流泵井消费管理与缺点诊断水力射流泵井消费管理与缺点诊断24252627水力放射泵油井工况效果预测程序设计步骤根据油井历史消费数据，计算油井IPR曲线，根据油层的流入动态，即IPR曲线确定设计产液量Q3下的井底流压。从井底向上计算井筒压力分布，由泵的泵入口压力确定下泵深度。假设一个动力液量Q1，例如Q1=10*Q3知动力液井口压力Ps、温度，由井口向下计算得到动力液泵入口压力

10、P1。混合液量Q2=Q1+Q3=10*Q3+Q3=11*Q3 ，知混合液的井口套压P套、温度，由井口向下计算到混合液泵出口处压力P2。计算压头比H=(P2-P3)/(P1-P2)。由非等密度体系放射泵水力特性曲线关系式计算得到对应面积比为R的放射泵压头比为H时的流量比。由M=Q3/Q1 ，得Q1=Q1/M ，前往，直到Q1 与上次计算的Q1相差在一个足够小的范围，此时得到的H和M就是泵的实践工作点。放射泵油井消费效果预测系统设计流程框图如下图。282930主要内容9射流泵采油射流泵采油1水力射流泵井设备与任务原理水力射流泵井设备与任务原理2水力射流泵的任务特性参数水力射流泵的任务特性参数3水力

11、射流泵井消费参数优化设计水力射流泵井消费参数优化设计4水力射流泵井消费管理与缺点诊断水力射流泵井消费管理与缺点诊断314. 放射泵工况诊断技术4.1 放射泵井消费系统主要缺点方式4.2 放射泵井工况诊断4.2.1 动力液的测试计算4.2.2 油层产出液和混合液的测试计算4.2.3 油井产能曲线的计算4.3 放射泵井工况诊断、调参实例4.4 小结4. 放射泵工况诊断技术4.1 放射泵井消费系统主要缺点方式放射泵采油系统由地面和井下两大部分组成。地面部分包括动力液供给和混合液搜集处置及计量系统，井下部分包括动力液、地层产出液及混合液在井筒内的流动系统和放射泵。地面部分的缺点主要有：(1)流程上的闸

12、门失效。流程上的闸门失效。(2)动力液压力过低或过高、动力液温度低。动力液压力过低或过高、动力液温度低。(3)管线穿孔。管线穿孔。(4)增压系统损坏。增压系统损坏。(5)计量系统误差。计量系统误差。32334. 放射泵工况诊断技术4.1 放射泵井消费系统主要缺点方式井下部分的缺点主要有：(1)油管漏；(2)泵吸入口堵；(3)泵排出口堵；(4)任务筒内流道堵；(5)喷嘴、喉管损坏；(6)放射泵不起喷；(7)放射泵泵效低。其中缺点(1),(2),(3),(4)可以经过动力液量和混合液量及混合液是否含油来了解，而缺点(5),(6),(7)那么需求根据测试数据和计算分析判别。344. 放射泵工况诊断技

13、术放射泵泵效是流量比和压力比的乘积，流量比和压力比是描画放射泵任务情况的两个主要的参数。放射泵工况诊断的义务是经过测试数据，直接或间接地得到q1、q3、p1、p2、p3这5个决议压力比、流量比和泵效的参数 。4.2 放射泵井工况诊断354. 放射泵工况诊断技术4.2 放射泵井工况诊断4.2.1 动力液的测试计算动力液的测试计算q1是进泵的动力液量，是进泵的动力液量，p1是动力液泵入口压力；是动力液泵入口压力；动力液是油田回注污水或稀油，也可以是蒸汽。动力液在井口时普通是单相流体，因此，可以用普通流量计、压力表和温度计在地面测试得到动力液的流量、压力和温度。根据多相垂直管流的计算方法计算得到井下

14、动力液泵入口处的流量、压力和温度 。364. 放射泵工况诊断技术4.2 放射泵井工况诊断4.2.2 油层产出液和混合液的测试计算q3是地层产出液量，它可以由混合液减去动力液得到，即：q3 = q2 q1混合液可以在地面计量，但混合液中包含动力液和地层产出液，含有油、气和水，甚至还有地层砂，不能用普通的流量计计量。而需求在计量间用油气分别器进展计量。混合液的压力和温度可以用普通的压力表和温度计在地面丈量。有了混合液的流量、压力和温度，以及流体的含水和气液比，就可以根据多相垂直管流的计算方法计算得到井下泵排出口处的流量q2、压力P2和温度，并由上式计算得到q3。374. 放射泵工况诊断技术4.2

15、放射泵井工况诊断4.2.2 油层产出液和混合液的测试计算油层产出液和混合液的测试计算P3是地层产出液的泵入口压力，无法实现实时测试。由此是地层产出液的泵入口压力，无法实现实时测试。由此可见，放射泵的诊断测试任务关键在于P3的测试。放射泵的任务特性方程是进展放射泵设计及其运用的主要根据。布朗(Brown)给出的特性方程只适用于等密度体系。而油田放射泵采油普通是用污水作为动力液，开采地下原油。动力液和产出液的密度、粘度等物性不一样，因此，为了合理地运用放射泵开采原油，应采用适宜于一般条件下的放射泵任务特性方程。( ) =2 3 1 Np p( ) +1 2 M Np ( ) ( = + + + S

16、 BjN 1 K 1 K M)( )( ) ( ) + + + + Bt d1 K 1 M R 1 M+ K 223 R ( ) ( + + 2s Bj R1 K 1 K M)( ) + + 2B2R 1 M 1 M R 3 =B1其中无因次密度比：384. 放射泵工况诊断技术4.2 放射泵井工况诊断将布朗方法修正、扩展到非等密度体系中的放射泵任务特性方程：2 2 1 R 1 R 1 R p H = 394. 放射泵工况诊断技术4.2 放射泵井工况诊断4.2.2 油层产出液和混合液的测试计算油层产出液和混合液的测试计算式中，Kj、Ks、Kt和Kd分别为喷嘴、吸入环道、喉管和扩散管的摩擦损失因数

17、，放射泵任务特性方程描画了压力比与流量比之间的关系，对于某种型号的放射泵，可以从厂家得到描画其性能和结构的Kj，Ks，Kt，Kd和R，油井的无因次密度比可经过计算得到。因此，假设知流量比，那么可以经过式上式计算得到压力比，由压力比的定义和前面得到的P1，P2就可以得到P3。404. 放射泵工况诊断技术4.2 放射泵井工况诊断4.2.3 油井产能曲线的计算由q3、P3、下泵深度、油层静压等数据可以计算得到油井IPR曲线。曲线。假设没有油层静压数据，可以经过调整动力液井口压力、流量，得到油井在另一个任务制度下的消费参数，由两组动态数据法计算得到油井IPR曲线。414. 放射泵工况诊断技术4.3 放

18、射泵井工况诊断实例辛73-2井，该井前期采用3mm喷嘴，4.8mm喉管，经诊断分析其泵效为13.73%，调参后采用3.2mm喷嘴，4.8mm喉管，提高了泵的面积比，使泵效提高到17.29%，动力液用量减少了33.5m3/d。424. 放射泵工况诊断技术4.4 小结(1)由测试数据，可以计算得到放射泵采油系统的任务参数包括：动力液泵入口压力、温度，混合液泵出口压力、温度，油层产出液的泵入口压力、温度，泵任务的压力比，流量比和泵效等参数，由这些数据就可以对放射泵任务情况进展评价。(2)该方法可以计算得到油井流入动态曲线，结合油井流入动态曲线和泵任务的压力比，流量比和泵效，对放射泵井调参提供可靠的参考根据。433水力放射泵油井工况诊断程序设计步骤水力放射泵油井工况诊断程序设计步骤测试得到动力液井口压力Ps、温度、动力液量Q1，由井口向下计算得到动力液泵入口压力P1。测试得到混合液量Q2、混合液的井口套压P