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《大庆石油大学》 2006年
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螺杆泵节点系统分析及工作参数优化设计方法研究

彭晖  
【摘要】: 螺杆泵抽油是近些年发展起来的一种先进的采油工艺技术,因其系统设备尺寸小、维护和管理方便、系统效率高等优点,受到了人们的日益关注。随着多项新材料和新工艺技术的采用以及应用技术的发展进步,螺杆泵采油技术得到了不断的完善和很大的提升。在使用寿命、泵效、可靠性和经济性等方面重大突破的同时,螺杆泵在开采不同类型油藏应用中的适应性大大加强,应用范围进一步扩大,已基本覆盖了其他人工举升方式所具有的能力。可以说螺杆泵采油技术已经面目一新。但是螺杆泵采油技术也和其它举升方法一样,都有其优缺点和适用条件。因此,我们有必要对其应用进行研究。 节点系统分析是一项对油气水井生产过程进行系统优化设计分析的方法,随着计算机技术的快速发展,它在油气水井生产系统设计动态预测中得到了广泛应用。节点分析的基础仍是能量守恒和质量守恒。在稳定的生产过程中,物质守恒表现为通过系统中各环节的流量及其基本构成应相同,在有分支的情况下,分支点流入量总和应该与流出量总和相等。各环节之间的压力变化则反映了能量守恒关系。另外,各环节在稳定生产的条件下可以假定局部基本达到平衡,任何一点上的各种参数应该是稳定惟一的。 本文概括性地介绍了螺杆泵采油现状、发展趋势、螺杆泵的采油原理,然后根据地面驱动螺杆泵的工作特点,以油井生产系统为研究对象,采用节点系统分析方法,建立了地面驱动螺杆泵井优化设计模型,作为地面驱动螺杆泵井的生产设计和工作状况分析的理论基础和计算工具。文中建立了从地层、井筒到地面一体化的节点分析模型,模型中考虑了井筒中的三相流特征作用、井温梯度的影响。利用节点分析方法原理,提出了描述节点流入、流出动态的基本方程,并编制了计算程序。通过计算表明,利用节点分析方法可对螺杆泵采油井的工作参数进行优化设计,实现设备与油层产能的最佳匹配。
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