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抽油井系统设计

重庆科技学院

课程设计报告

院（系）:石油与天然气工程学院专业班级: 石油工程09-2

学生姓名: 王磊学号: **********

设计地点（单位）___ 石油与天然气工程学院____ __

设计题目:_________ 抽油井系统设计__________

完成日期： 2012年 7月 4日

指导教师评语: _______________________________________

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成绩（五级记分制）:______ __________

指导教师（签字）:________ ________

前言

为适应我国石油工业发展和石油工程专业的学习计划，石油高等本科学习阶段必须完成一定得设计内容，培养已学完基础知识理论和专业课程的学生利用已获得的知识去分析和解决实际问题的能力，根据一口井的相关数据资料和技术要求，能够完成一口井的采油课程设计，其目的就是为了提高学生的实际分析能力和自主设计能力，为现实的工程设计打好基础。

此次给定一口井的基础数据，经行合理的机，杆，泵组合，并计算悬点载荷，产量IPR曲线，井温分布曲线，泵漏失等相关工作参数。

1 设计目的

根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成抽油井系统从油层到地面的所有相关参数的计算，最终选出抽油泵、抽油杆、抽油机。

①计算产量IPR曲线

②计算出油井温度分布

③ 确定原油粘温关系表达式

④ 确定出油井的合理下泵深度已经选择抽油机

⑤ 确定泵径

⑥ 悬点载荷计算及抽油机型号

⑦ 计算曲柄扭矩

⑧ 计算电动机功率

⑩ 泵漏失计算

此次设计是通过对抽油井系统的井温分布,原油粘度表达式，合理下泵深度，泵漏失等一系列的设计和计算，从而达到是学生对已学的知识的巩固和融会贯通，也是考察学生该学期

对专业课程的掌握情况。

2抽油井系统设计

2.1 基础生产数据

表1基础生产数据

油层深度： 1500.00 m 套管内径： 124.00 mm 油管内径： 88.90 mm 井底温度： 80℃ 地层压力： 10.00 Mpa 饱和压力： 7.00 Mpa 传热系数： 2.5 W/M·℃ 地温梯度： 3.3 ℃/100m	试井产液量： 25、30、35、40、45、50、55m3/d 试井流压： 5.00 MPa 体积含水率： 30 % 原油密度： 997.40 kg/m 地层水密度： 1000.00 kg/m 原油比热： 2100 W/kg·℃ 地层水比热： 4186.8 W/kg·℃ 设计沉没度： 200.00 \210\220\230\240\250\260m

2.2原油粘温关系数据

表2　某区块原油粘温关系数据

便携式高压氧舱

温度，℃	pvc面膜 40	45	50	55	60	65	70	75
粘度，mPa·s	2680	自来水供水系统 1820	1240	900	600	420	光缆接线盒 310	230

2.3抽油机基本参数

序号	抽油机型号	生产厂家	最大载荷(kN)	最大扭矩	游梁前臂(mm)	游梁后臂(mm)	连杆长度(mm)	曲柄半径/冲程(mm/m)	冲次(1/min)
5	5-1.8-13HF	玉门	50	13	2100	1780	2100	琴谱架380/0.90,500/1.20, 620/1.50,740/1.80	6,9,12
10	5-2.7-26HB	大安	50	26	3210	2100	2137	380/1.10,500/1.50,620/1.90, 740/2.30,860/2.70	6,9,12
16	6-2.5-26HB	江汉	60	26	2500	2400	3200	670/1.80,990/2.20,1150/2.50	6,9,12
20	8-3-48B	三机	80	48	3000	2500	3200	858/2.10,1013/2.50,1200/3	6,9,12
35	10-3-48HB	宝鸡	100	48	3000	2000	3330	570/1.80,745/2.40,895/3	6,9,12
37	10-3-53HB	三机	100	53	3000	2500	3200	858/2.10,1013/2.50,1200/3	6,9,12
47	Y10-3-53HB	大安	100	53	3450	2580	3380	640/1.80,765/2.20, 890/2.60,1015/3	6,9,12
53	Y10-3-53HB	兰通	100	53	3000	2200	3200	755/2.10,885/2.50,1045/3	6,9,12
59	11-2.1-26B	宝鸡	110	26	2820	2820	3026	780/1.58,922/1.88,1064/2.18	6,8,12
61	Q12-3.6-53B	宝鸡	120	53	7925	6553	4295	1074/2.85,1227/3.25,1380/3.66	8,12
69	Y12-4.8-73HB	二机	120	73	4800	2840	4200	800/2.80,1060/3.80,1209/4.80	6,8,10
78	Y12-5-74HB	大安	120	74	5600	4000	4640	1000/3,1200/3.60, 1400/4.30,1600/5	3,4,6
83	Y14-4.8-73HB	江汉	140	73	4800	3048	3770	990/3.60,1100/4.20,1200/4.80	6,8,10
87	Q14-5-73HQ	电动车架烟采	140	73	7150	3100	5780	970/4,1060/5	4,5,6

3抽油井设计的过程

抽油井系统设计，就是根据油井条件，选择合适的抽油设备（抽油泵、抽油杆、抽油机及减速箱和电动机），油井产量和下泵深度是选择抽油设备的基本依据，而油井产能和下泵深度决定于油井产能。因此要对抽油井进行合理的设计，应将油层到地面看做统一的整体来进行。

3.1 油井产能计算及IPR曲线

所谓油井产能，是指油井的生产能力，常用采油指数来衡量。采油指数是指油井产量随流压的变化率，用公式表示为：

（3-1）

采油指数大小，反映了油层物性、流体参数、泄油面积以及完井条件对油井产量的综合影响。

3.1.1 对于单相渗流（），由于各参数随压力变化很小，可忽略这种变化，流入动态曲线则呈现线性关系，即：

（3-2）

3.1.2 对于两相渗流（），流入动态曲线则呈非线性关系，可由沃格尔方程来描述，即：

（3-3）

3.1.3 对于单相与两相组合型（），则流入动态方程为一分段函数，可由如下一组方程表达：

（3-4）

（3-5)

（3-6）

（3-7）

其中是通过试油来确定的：

①若pwf>pb则（3-8）

②pwf<pb,则（3-9）

据以上相应的产能计算公式，便可绘制出油井的流入动态曲线。利用该曲

线，便可确定出设计排量（开发方案或调整方案中给出）所对应的井底流压pwf值，以便进一步根据油井条件确定沉没度，最终确定下泵深度。

地层压力=10(Mpa) > 饱和压力pb=7(Mpa) > 试井流压pwftest=5 (Mpa)

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