水力活塞泵采油.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,采油工程,*,石油工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,采油工程,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,第二节 水力活塞泵采油,Hydraulic Piston Pumping,第二节 水力活塞泵采油,一、抽油装置,Jet Pumps System,液马达,高压泵机组,井下管柱结构,井口,高压控制管汇,计量装置,动力液处理装置,地面管线,抽油泵,滑阀控制机构,系统组成,油井装置,地面流程,水力活塞泵井下机组,高压泵机组,高压控制管汇,计量装置,动力液处理装置,地面管线,井口装置,滑阀控制机构,液马达,下冲程,上冲程,液马达,主控滑阀,活塞杆,抽油泵,二、工作原理,动力液地面,加压,；,油管或专用动力液管,输送,；,动力液被,传至,井下液马达处；,滑阀控制机构,换向,；,动力液,驱动,液马达；,液马达,做往复,运动,；,液马达通过活塞杆带动,抽油泵,做往复,运动,；,原油被增压,举升,。,(2),按动力液循环分类,(3),按动力液性质分类,水力活塞泵采油系统类型分类,：,(1),按系统井数分类,动力液不与产出液混合。,动力液与产出液混合。,单井流程系统；,多井集中泵站系统；,大型集中泵站系统。,闭式循环方式：,开式循环方式：,原油动力液水力活塞泵采油系统,水基动力液水力活塞泵采油系统,一、水力活塞泵采油系统举升原理,(4),按井下泵的安装方式分类,固定式安装：,整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。,插入式安装：,泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。,投入式安装：,又分单管封隔式和平行管柱式，泵工作筒随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力下泵和起泵，优点是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。,一、水力活塞泵采油系统举升原理,最常用的三种水力活塞泵抽油装置,(1),开式循环单管封隔器投入式水力活塞泵采油系统；,一、水力活塞泵采油系统举升原理,12,(2),闭式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统；,平行旁通管为废动力液的流道。,一、水力活塞泵采油系统举升原理,(3),开式循环平行管柱投入式水力活塞泵采油系统。,平行管通到封隔器下部，以排放封隔器下部聚集的气体。,一、水力活塞泵采油系统举升原理,14,开式水力活塞泵采油系统,闭式水力活塞泵采油系统,一、水力活塞泵采油系统举升原理,15,二、水力活塞泵井下机组,(1),液马达：,将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。,(2),泵：,将液马达传递给它的机械能转换成液体的压能，用来提高油层产出液的压能。,(3),主控滑阀：,利用液压差动原理控制液马达和泵柱塞做往复运动的换向控制机构。,16,单作用泵工作原理示意图,19,第三节 水力活塞泵采油,一、水力活塞泵采油系统组成和类型,水力泵系统是由地面,动力泵,将动力液增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做上下,往复运动,，将高压动力液传至井下驱动换向阀，,带动井下柱塞泵抽油,。,20,组成：,水力活塞泵,井下机组,井下管柱和井口,地面流程：,地面动力液罐、高压柱塞泵组、高压控制管汇、计量装置和地面管线。,特点：,高油气比、出砂、高凝油、含蜡、深井、斜井及水平井适应性很强。,第三节 水力活塞泵采油,21,1.,动力液系统及动力液,第三节 水力活塞泵采油,按系统管理井数分：,单井系统,和中心站,多井系统,。,按动力液排出方式分：,开式动力液系统：设备简单、操作容易、动力液费用高,闭式动力液系统：设备复杂、操作麻烦、动力液成本低,按动力液流动方向分,正循环系统：动力液从油管注入、环空采出,反循环系统：很少应用（从未装泵的通道注入，装泵的油管通道产出）,1),动力液系统,22,1.,动力液系统及动力液,第三节 水力活塞泵采油,2),动力液,原油动力液：,杂质,1015ppm,，润滑性好，成本低,水基动力液：,杂质,1,浅井，产量高；,P/E1,，深井，扬程高,33,P,wf,F,p,P,f,P,d,P,n,P,d,有效横截面,面积,上冲程,压力,下冲程,压力,A,er,P,n,P,n,A,ep,A,er,P,d,P,n,A,ep,A,er,P,n,P,d,A,pp,A,pr,P,d,P,s,A,pp,A,pr,P,s,P,d,A,pr,P,n,P,n,马达,泵,连,杆,P,n,：动力液压力,P,d,：泵排出压力,P,s,：泵吸入压力,第三节 水力活塞泵采油,双作用泵下冲程的受力分析,34,2),摩阻损失,包括,水力摩阻损失,和,机械摩擦损失,两类，水力摩阻损失占绝大部分。,2.,水力活塞泵的力平衡,第三节 水力活塞泵采油,摩阻损失的经验公式,3),初选,P/E(,压力比,),估计最大,P/E,的经验公式,35,3.,水力活塞泵系统设计,(,实例见,153,页,),第三节 水力活塞泵采油,选择水力活塞泵基本原则：,第一：,必须满足排量要求，与油井的产能协调；,第二：,必须使泵产生足够的举升压力并保持所需的井口剩余压力。因此油藏流入动态特性资料要求准确可靠,。,36,3.,水力活塞泵系统设计,(,实例见,153,页,),第三节 水力活塞泵采油,设计内容：,确定系统类型：,开式,、闭式；,决定油井气体,全部泵出,，还是放气；,选择合适的井下装置,(,套管型单管投入式,),；,决定多井泵站还是单井系统；,系统工作参数确定,(,给定产量、确定泵挂、选泵、动力液排量、注入压力、功率、地面系统选择,),；,选择地面泵；,设计动力液系统。,37,P,wf,F,p,P,f,P,d,P,n,P,d,L,p,动力液,Q,n,P,so,混合液,P,wh,设计步骤,(1),由,IPR,、产量,Q,L,P,wf,(2),从井底算井筒压力分布，由,泵充满程度要求,确定泵吸入口压力,P,s,并确定下泵深度,L,p,。,(3),根据,P,s,计算最大体积效率,vmax,，决定是否放气,(4),计算,(P/E),max,=2438/L,p,(5),计算泵的额定排量,Q,pr,(4-15),(6),选泵 要求,P/E,(P/E),max,，满足额定,Q,pr,泵型号,:SHB350/20,泵额定排量,Q,pr,:500m,3,/d,冲程：,1.65m,马达额定排量,Q,er,:444.2m,3,/d,额定冲数,n,max,:40min,-1,压力比,P/E:1.15,第三节 水力活塞泵采油,3.,水力活塞泵系统设计,(,举例见,153,页,),38,P,wf,F,p,P,f,P,d,P,n,P,d,动力液,Q,n,P,so,混合液,P,wh,设计步骤,(7),计算马达或泵的实际冲数；,(8),计算动力液的排量,(4-24),；,(9),由井口,P,wh,、,L,p,、,Q,n,+Q,L,计算排出压力,P,d,(10),计算井下泵系统摩阻损失,P,fr,(,式,4-30),(11),计算动力液入口压力,P,n,(12),计算地面泵注入压力,P,so,=P,n,-g,n,L,p,+P,fn,额定值,(13),计算地面泵功率,(14),根据地面泵功率、排量、压力选柱塞泵型号。,(15),计算系统功率和举升效率。,第三节 水力活塞泵采油,3.,水力活塞泵系统设计,(,举例见,153,页,),第三节 水力射流泵采油,一、抽油装置,系统组成,油井装置,地面流程,高压泵机组,高压控制管汇,计量装置,动力液处理装置,地面管线,井下器具管柱结构,井口,射流泵,优点,：,(1),没有运动部件,，结构紧凑，泵排量范围大,(2),由于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。,水力射流泵举升原理,(3),对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。,二、工作原理,动力液地面,加压；,油管或专用动力液管,输送,；,动力液被,传至,井下喷嘴；,通过喷嘴将,压能,转换,动能,；,嘴后形成,低压区,；,动力液与油层产出液在喉管中,混合,；,经扩散管,动能,转换成,压能,；,混合液的压力提高后被举升到地面,。,水力射流泵排量、扬程取决于,喷嘴,面积与,喉管,面积的比值,R,。,通过注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液。,第四节 人工举升方式适应性对比,1.,选择人工举升方法应考虑的因素,1),油藏的驱动类型,2),油藏流体的性质,3),油井的完井状况及生产动态（完井方式、开采层系、井筒尺寸、不同开发阶段的产量、含水率、流压与产液的关系等）。,4),油井生产中出现的问题（出砂、结蜡、腐蚀、结垢）,5),油井所处的地面环境（海上、市区、农村及边远山区）,6),油田开发中，后期的开采方式 如注水、注气、注聚合物、注蒸气及其它化学驱。,7),各种采油方法的经济效果,气举：,适用于出砂井、气液比高的井、大斜度井、海上采油井。特别适用于有高压气可供利用的油井。,日排液最高可达,7950m,，举升高度可达,3658m,。,2.,各种人工举升方法适应性对比,抽油机有杆泵：,不适用于海上采油及小井眼、深井采油。对于出砂、高气油比、结蜡或腐蚀性严重的井都会降低容积效率和使用寿命。,日排液最高可达,410m,，举升高度可达,4420m,。,地面驱动螺杆泵：,适用于低产浅井、高气油比油井、出砂井、粘度不是过高的油井。,对砂、气不敏感。,日排液最高可达,250m,，举升高度可达,1700m,。,最高耐温,130,。日排液最高可达,1400m,，举升高度可达,2500m,。,电动潜油离心泵：,适用于中深、大排量油井，海上采油。不适用于稠油、出砂井、结垢井。,水力活塞泵：,耐温性较好,适应性较广。油层深度与排量范围大，含蜡、稠油、定向井等都适应。,在,腐蚀、磨蚀,环境下泵和设备的使用寿命都会降低。,日排液最高可达,1245m,，举升高度可达,5486m,。,射流泵：,适应性较广,高凝油、稠油、高含蜡油井，定向井、水平井和海上丛式井。,日排液最高可达,1590m,，举升高度可达,3500m,。,