电泵井采油系统优化设计方案.pptx
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1、引 言 “电泵井采油系统电泵井采油系统电泵井采油系统电泵井采油系统优化设计优化设计优化设计优化设计”软件是为解决油井软件是为解决油井软件是为解决油井软件是为解决油井合理开采这一重大的技术经济问题而研制开发的。合理开采这一重大的技术经济问题而研制开发的。合理开采这一重大的技术经济问题而研制开发的。合理开采这一重大的技术经济问题而研制开发的。该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长该系统的开发、应用、改进和完善经过了一个漫长的过程,倾注了软件开发人员十多年的心血,同时的过程,倾注了软件开发人员十多年的心血,
2、同时的过程,倾注了软件开发人员十多年的心血,同时的过程,倾注了软件开发人员十多年的心血,同时凝聚了采油工程系统有关专家以及广大现场应用人凝聚了采油工程系统有关专家以及广大现场应用人凝聚了采油工程系统有关专家以及广大现场应用人凝聚了采油工程系统有关专家以及广大现场应用人员的智慧和经验,应该说已经是一个比较成熟的系员的智慧和经验,应该说已经是一个比较成熟的系员的智慧和经验,应该说已经是一个比较成熟的系员的智慧和经验,应该说已经是一个比较成熟的系统。该系统统。该系统统。该系统统。该系统科技鉴定时专家评语:达到了科技鉴定时专家评语:达到了科技鉴定时专家评语:达到了科技鉴定时专家评语:达到了国内领先国内
3、领先国内领先国内领先水平水平水平水平。近几年近几年近几年近几年又结合现场推广应用过程中出现的问又结合现场推广应用过程中出现的问又结合现场推广应用过程中出现的问又结合现场推广应用过程中出现的问题,又对软件做了重大的改进。题,又对软件做了重大的改进。题,又对软件做了重大的改进。题,又对软件做了重大的改进。一一 要保持较高的泵效和系统效率要保持较高的泵效和系统效率 保持较高的泵效是保持较高的系统效率的前提,一般情况下(油井产能能够通过计算进行预测),泵效能够通过供、排协调的计算求得。但对某些情况,泵效不能通过计算求得,这种情况,泵效一般按65左右考虑(使用直接给定法设计时要注意这一点)。泵挂深、沉没
4、度小、参数大、气量大、油稠等情况,泵效可能低一点;反之则高。电泵井的沉没度可大一些,按300500米考虑,油井的产液量接近电泵最高效率点时的排量。同时还需要考虑油层的供液特征、井液性质等因素,可适当的加以修正。注水开发的油田,油层能量相对稳定,沉没度过大、过小都是不利的;沉没度过小,影响充满程度,适应油层能量变化的能力差;沉没度过大,一方面说明油层能量还没有充分发挥,另一方面费电、费材,增大事故出现的机率。电动潜油泵作为一种新的机械采油设备,由于它具有排量大,在51/2套管中可达7003/,适应中高排液量、高凝油、定向井、中低粘度井,扬程可达2500,井下工作寿命长、地面工艺简单、管理方便、经
5、济效益明显等特点,近十多年来在油得到了广泛应用,是油田长期稳产的重要手段之一。二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定 (一)、选泵设计时遵循的基本原则(一)、选泵设计时遵循的基本原则 1、要确保油井的产液量在电泵的最佳排量范围之内,尽可能的接近最高效率点的排量(额定排量),以保证较高的系统效率,同时导叶轮也不易磨损。(一)、选泵设计时遵循的基本原则(一)、选泵设计时遵循的基本原则 2 2、设计沉没度考虑在、设计沉没度考虑在300500300500米之间,一般按米之间,一般按400400米考虑。米考
6、虑。沉没度过大,对油井正常生产并没有多大的好处,而且会增大倒沉没度过大,对油井正常生产并没有多大的好处,而且会增大倒井的机率。沉没度过大对电泵井的负面影响也是十分严重的。一井的机率。沉没度过大对电泵井的负面影响也是十分严重的。一方面浪费油管、电缆;其次,电泵井的检泵周期除与机组的自身方面浪费油管、电缆;其次,电泵井的检泵周期除与机组的自身质量、施工质量、电力系统的影响等因素有关外,影响机组的使质量、施工质量、电力系统的影响等因素有关外,影响机组的使用寿命的另一个重要因素就是机组工作时的环境温度用寿命的另一个重要因素就是机组工作时的环境温度(液量对机组、液量对机组、电缆寿命的影响,最终也体现在温
7、度上电缆寿命的影响,最终也体现在温度上)。一般情况下,每超过其。一般情况下,每超过其额定(许用)工作温度额定(许用)工作温度1010度,其使用寿命就会降低一半。低饱和、度,其使用寿命就会降低一半。低饱和、低油气比的电泵井,排液量(及排量效率)与沉没度没有多大的低油气比的电泵井,排液量(及排量效率)与沉没度没有多大的关系,主要取决与油层的供液能力和机组的排出能力,并不是说关系,主要取决与油层的供液能力和机组的排出能力,并不是说沉没度大了就能多产油。沉没度大了就能多产油。设计过程中,保持一定的沉没度,主要设计过程中,保持一定的沉没度,主要是担心对油层的产能情况认识的不是很清、以及油层产能发生变是担
8、心对油层的产能情况认识的不是很清、以及油层产能发生变化而做的考虑。化而做的考虑。3 3、在套管尺寸许可的情况下,尽可能选用直径较大的电泵、在套管尺寸许可的情况下,尽可能选用直径较大的电泵机组。一方面直径较大的机组,制造成本比较低、价格也比较机组。一方面直径较大的机组,制造成本比较低、价格也比较低;另一方面,性能也比较好。首先要保证机组能够下到预定低;另一方面,性能也比较好。首先要保证机组能够下到预定的位置。一般情况下,在的位置。一般情况下,在51/251/2套管的直井中,泵外径为套管的直井中,泵外径为98mmm98mmm、潜油电机外径为、潜油电机外径为116mm116mm的机组能够下到预定位置
9、。的机组能够下到预定位置。4 4、潜油电机的选择应考虑:选用的电机功率应略高于所需的、潜油电机的选择应考虑:选用的电机功率应略高于所需的电机功率(电机的制动功率)。电机功率(电机的制动功率)。5 5、稠油(粘度大于、稠油(粘度大于2000mpa.s2000mpa.s)井、出砂井、结垢严重的井,)井、出砂井、结垢严重的井,尽可能不要选择下电泵生产。尽可能不要选择下电泵生产。6 6、“斜井斜井”、“狗腿度狗腿度”比较大的井,下电泵要慎重。要比较大的井,下电泵要慎重。要求查看井斜数据,下机组前要进行通井,确保机组能够在不受损求查看井斜数据,下机组前要进行通井,确保机组能够在不受损伤的情况下,下到预定
10、位置。机组的下入深度应尽可能的避开造伤的情况下,下到预定位置。机组的下入深度应尽可能的避开造斜点的位置,以避免因卡轴而烧毁机组。采用小直径的电泵机组,斜点的位置,以避免因卡轴而烧毁机组。采用小直径的电泵机组,有利于机组顺利通过造斜点。有利于机组顺利通过造斜点。(二)、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题(二)、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题(二)、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题(二)、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题 (1 1)油井含气量大,会降低泵效,损坏泵的叶轮和导轮。)油井含气量大,会降低泵效,损坏泵的叶轮和导轮。根据离心泵的工作特点,在工作介质为气液两相的情况根据离心泵的工作特
11、点,在工作介质为气液两相的情况下,泵的排量、压头和效率都会明显下降。在含气量高到一定下,泵的排量、压头和效率都会明显下降。在含气量高到一定程度时,叶轮流道大部分空间被气体所占据,使离心泵不能排程度时,叶轮流道大部分空间被气体所占据,使离心泵不能排出液体。一般情况下,进泵气液比要小于出液体。一般情况下,进泵气液比要小于10%10%。当气体影响电泵工作的主要原因是离心泵叶轮在气液两相当气体影响电泵工作的主要原因是离心泵叶轮在气液两相介质工作时,气体分离出来后,在叶轮和导壳中产生涡流。这介质工作时,气体分离出来后,在叶轮和导壳中产生涡流。这些气泡一方面占据了流道体积,使液体排量减少,另一方面,些气泡
12、一方面占据了流道体积,使液体排量减少,另一方面,气体使混合液体密度降低,离心力减小,从而降低了泵的扬程。气体使混合液体密度降低,离心力减小,从而降低了泵的扬程。严重时会造成气锁排不出液体,并产生气蚀现象,损坏叶轮和严重时会造成气锁排不出液体,并产生气蚀现象,损坏叶轮和导轮。导轮。为减少气体影响,在泵吸入口处应安装油气分离器,同时为减少气体影响,在泵吸入口处应安装油气分离器,同时保持在一定的沉没度下生产,一般要求沉没度为保持在一定的沉没度下生产,一般要求沉没度为300-500300-500。(2 2)电泵应下在油井射孔井段顶部以上电泵应下在油井射孔井段顶部以上。因电机在。因电机在运行中会发热,要
13、依靠离心泵排出的液量将电机产生的运行中会发热,要依靠离心泵排出的液量将电机产生的热量充分带走。将电动潜油泵置于油层以上位置,产出热量充分带走。将电动潜油泵置于油层以上位置,产出的井液可以全部流经电机,起到冷却电机的作用,不至的井液可以全部流经电机,起到冷却电机的作用,不至于使电机温度过高,破坏电机绝缘而缩短电机使用寿命。于使电机温度过高,破坏电机绝缘而缩短电机使用寿命。因此,油井产量越大,电机散热条件越好,对电动潜油因此,油井产量越大,电机散热条件越好,对电动潜油泵越有利。根据使用经验,一般在电机周围的液流速度泵越有利。根据使用经验,一般在电机周围的液流速度达到达到0.30.3/s/s 以上,
14、即可保证电机冷却。以上,即可保证电机冷却。若电动潜油泵机组下至油层以下,需另加导流护罩,若电动潜油泵机组下至油层以下,需另加导流护罩,以便使井液流经电机。以便使井液流经电机。(3 3)电动潜油泵最长运行时间应根据电机和电缆的绝)电动潜油泵最长运行时间应根据电机和电缆的绝缘电阻检查情况而定。新电动潜油泵机组下入油井后,缘电阻检查情况而定。新电动潜油泵机组下入油井后,电机和电缆绝缘电阻应在电机和电缆绝缘电阻应在200M200M 以上。随着电动潜油以上。随着电动潜油泵工作时间的增长,绝缘电阻会逐渐下降,绝缘电阻最泵工作时间的增长,绝缘电阻会逐渐下降,绝缘电阻最低界限值可根据电机电压等级而定。一般不宜
15、低于低界限值可根据电机电压等级而定。一般不宜低于50 50 MM。(4)(4)原油粘度大,会降低泵的扬程,减少泵的排量,使原油粘度大,会降低泵的扬程,减少泵的排量,使泵效降低泵效降低 因此,对于电动潜油泵这种昂贵的采油设备,应尽因此,对于电动潜油泵这种昂贵的采油设备,应尽量选择量选择油层温度低、供液充足、不出砂、不结垢、气量油层温度低、供液充足、不出砂、不结垢、气量少、原油物性好少、原油物性好等条件较优越的井,以便延长电动潜油等条件较优越的井,以便延长电动潜油泵的使用寿命,充分发挥电动潜油泵的采液能力,提高泵的使用寿命,充分发挥电动潜油泵的采液能力,提高电动潜油泵使用的经济效益。电动潜油泵使用
16、的经济效益。软件的功能与特点软件的功能与特点 优化设计的目的优化设计的目的优化设计的目的优化设计的目的就是要择与油井特性相适应的就是要择与油井特性相适应的就是要择与油井特性相适应的就是要择与油井特性相适应的抽汲设备和参数,按选定方案施工,以便充分发挥抽汲设备和参数,按选定方案施工,以便充分发挥抽汲设备和参数,按选定方案施工,以便充分发挥抽汲设备和参数,按选定方案施工,以便充分发挥油层和抽汲设备的潜力,使油井在高产量、高效益油层和抽汲设备的潜力,使油井在高产量、高效益油层和抽汲设备的潜力,使油井在高产量、高效益油层和抽汲设备的潜力,使油井在高产量、高效益下安全生产。下安全生产。下安全生产。下安全
17、生产。对于对于对于对于电泵井电泵井电泵井电泵井,主要用来选择泵型号、叶导轮级数、,主要用来选择泵型号、叶导轮级数、,主要用来选择泵型号、叶导轮级数、,主要用来选择泵型号、叶导轮级数、电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需的电压等。的电压等。的电压等。的电压等。软件的功能与特点软件的功能与特点判断某一采油方案是否合理,一般要看以下几个方面:判断某一采油方案是否合理,一般要看以下几个方面:判断某一采油方案是否合理,一般要看以下几个方面:判断某一采油方案是否合理,
18、一般要看以下几个方面:1 1 1 1、在在在在现现现现有有有有技技技技术术术术条条条条件件件件许许许许可可可可的的的的前前前前提提提提下下下下,是是是是否否否否能能能能够够够够满满满满足足足足油油油油井井井井的的的的排排排排液要求液要求液要求液要求,,油井能否长期、稳定的多产油。,油井能否长期、稳定的多产油。,油井能否长期、稳定的多产油。,油井能否长期、稳定的多产油。2 2 2 2、一一一一次次次次性性性性的的的的投投投投入入入入是是是是否否否否最最最最低低低低。杆杆杆杆、管管管管、泵泵泵泵以以以以及及及及其其其其它它它它的的的的一一一一些些些些采采采采油设备的投入是否最经济。油设备的投入是否
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- 电泵井 采油 系统 优化 设计方案
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