井下螺旋轴流式混抽泵轴向力平衡新结构

分析了井下螺旋轴流式混抽泵轴向力产生机理,借鉴地面叶片泵常用的平衡鼓技术,研制出了一种“双外壳平衡管加平衡鼓”轴向力平衡新结构,介绍了该结构的工作原理和结构特点。新型轴向力平衡结构的平衡效果优于常用轴向力平衡结构,并通过实验研究验证了该结构的可行性。这种结构可平衡85%~95%的轴向力,能有效地延长轴承的工作寿命。该结构不仅为大轴向力井下泵的轴向力平衡提供了一种有效的方法,而且也为该种泵今后的设计开发及推广应用奠定了基础。     

轴流导叶式水力旋流器井下油水分离系统方案设计

针对目前井下油水分离系统中存在的问题,设计了一种轴流导叶式水力旋流器与有杆泵组合的井下油水分离系统,并对其工作原理和结构特点进行了分析。与采用切入式水力旋流器的常规井下油水分离系统相比,该系统具有能耗低、结构紧凑、径向尺寸小等特点。     

海上井下油水分离旋流器结构设计及优化研究

海上油田含水率持续增高,增加了采油平台的处理负担和井下的举升压力,因此有必要对海上特高含水油井开展井下油水分离研究。根据海上油田采出液物性参数,初步设计了6种适用的油水分离旋流器。考虑海洋平台井下油水分离工艺的限制、加工成本及精度与分离效果等因素,确定了BLXDL-D为最佳分离装置。针对变螺距螺旋导流式单锥旋流器BLXDL-D结构类型,采用数值模拟的方法对其主要结构参数进行了优化研究,对模拟的可靠性进行了室内试验验证。研究结果表明:BLXDL-D油水分离旋流器最佳的旋流腔长度为65 mm,溢流管直径为12mm,底流管直径为25 mm,此时旋流器分离效率可达到97. 23%,且压力损失相对较小;不同分流比下分离效率的试验值和模拟值最大误差为4. 79%,验证了数值模拟的准确性。研究结果可以为海上高含水平台的井下油水分离旋流器的设计和应用提供参考。     

井下油水膜分离装置设计与性能研究

随着石油工业的快速发展,膜分离技术逐渐在石油化工领域中扮演着重要角色。综合考虑各种分离技术的优缺点,将串联泵系统、水力旋流器及膜材料相结合,设计了一种井下油水膜分离装置。通过对传统水力旋流器的结构优化与改进,完成了旋流式膜分离器单元的设计,对其进行了样机试验与相关性能研究,确定了油水膜分离装置的结构及其配套工艺。研究结果表明:该分离装置应选择温度适当的井深段使用,其适用于含水体积分数大于80%的油井;整套装置采用并联型设计,分离效率高,处理量大,减小了流体的流动阻力,降低了流道中的压降;抽油泵和注水泵可以同时实现抽油注水,能有效避免使用传统双作用泵时出现的分离油无法抽到地面或将分离油与分离水一同被注入注水层等问题。研究结果可为井下油水膜分离装置的进一步设计提供技术借鉴。     

井下油水分离系统设计及参数敏感性分析

井下油水分离技术选井条件苛刻,系统设计复杂,在应用过程中受到很大限制。针对井下油水分离系统的设计方法展开研究,介绍了该系统的工作原理和系统构成,在分析各子系统流动规律以及子系统间协调规律的基础上,采用节点分析方法,建立了电潜泵井下油水分离系统的设计模型并给出了计算实例。对主要影响参数进行敏感性分析,结果表明,旋流分离器起到分配能量的作用,是系统协调工作的核心,同时地层产液量、注水启动压力、吸水指数对设计结果有较大的影响。该模型的建立为井下油水分离技术的现场实施提供了可靠的设计依据。     

旋流式井下油水分离同井注采技术发展现状及展望

井下油水分离同井注采技术是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施,经过几十年发展,形成了旋流分离、重力沉降等多种井下油水分离方式,发展出与之配套的离心泵、螺杆泵、有杆泵等动力系统和封隔系统。但同时也在技术稳定性、可靠性上存在诸多问题,使用范围受到介质参数、工艺特点、油藏数据等多方面的影响,技术推广应用受到限制。随着技术的不断进步,井下油水分离同井注采技术将向着高效、稳定、小型化、低成本、智能化方向发展：研制轴向导流入口水力旋流器,适应139.7 mm （5-1/2″）套管井的应用;开展三次曲线和內锥水力旋流器、多级串联水力旋流器等分离装置研究和应用,提高油水分离效果;开发模块化水力旋流器技术,降低制造成本;研究同井注采系统优化配套技术,提高故障诊断和远程监控水平;提高技术适应性,通过区块应用,实现工程技术对油藏的调节作用,达到稳油控水、节能降耗的目的,形成"井下工厂"开发新模式,引领"第四代"采油技术的发展。     

螺杆泵抽油杆柱轴向力的计算

根据地面驱动单螺杆泵的结构特点和不同于常规杆式泵的工作特点,推导出了抽油杆柱的轴向力计算公式,并以胜利油田井下作业公司罗36井下螺杆泵的实际参数为例作了计算,同时对影响轴向力的各变量也进行了分析,为合理选择或调整某些参数,以满足抽油杆的强度要求,提供了理论依据。     

井下油水分离器的模块化设计及性能试验

目前对油水分离器的研究主要集中在水力旋流器方面,没有涉及井下模块设计方法及性能测试等方面。为此,针对采上注下型井下油水分离系统,介绍了井下油水分离器模块化设计方法,指出井下油水分离器的设计首先要考虑井下管柱结构和井下工艺流程,在此基础上研究油水分离器模块的外部接口方案和内部引流方案,然后针对水力旋流器进行模块化设计。同时制造了模块样机1套,通过现场地面性能试验验证装置的分离性能。试验结果表明,处理流量固定时,随着分流比的增大,分离效率先变小后增大,在设计指标要求的范围内,油水分离器满足井场作业要求。     

井下油水分离器的模块化设计及性能试验

目前对油水分离器的研究主要集中在水力旋流器方面,没有涉及井下模块设计方法及性能测试等方面。为此,针对采上注下型井下油水分离系统,介绍了井下油水分离器模块化设计方法,指出井下油水分离器的设计首先要考虑井下管柱结构和井下工艺流程,在此基础上研究油水分离器模块的外部接口方案和内部引流方案,然后针对水力旋流器进行模块化设计。同时制造了模块样机1套,通过现场地面性能试验验证装置的分离性能。试验结果表明,处理流量固定时,随着分流比的增大,分离效率先变小后增大,在设计指标要求的范围内,油水分离器满足井场作业要求。     

海上油田新型井下油水分离及回注工艺

海上油田进入中高含水期后,产出水的举升、存储和处理难度加大,费用增加,给海上油田节能减排带来巨大压力,部分平台设备负荷无法满足处理要求。通过研发新型井下油水分离器,设计配套工艺管柱,开发出一套适合海上油田的悬挂式井下油水分离及回注工艺。新型井下油水分离器最大外径为130mm,处理量达1200m3/d,整个工艺系统采用悬挂式三通接头装置建立流动通道,可以保证在井筒内建立大流量流动通道;配套的井下参数监测及调控装置可在地面完成油水分离器出入口压力及流量的实时监测和调控,以保证系统分离效率。该系统处理量大、结构紧凑,工艺与目前海上油田采用的电潜泵生产管柱工艺类似,大幅降低了作业及运行风险。     

井下水力旋流油水分离器的研制与性能试验

井下水力旋流油水分离器是井下油水分离系统的核心部件。在借鉴传统静态水力旋流器结构形式和前期系列实验研究的基础上,给出了一种新型井下水力旋流油水分离器结构参数的确定方法;针对试制的样机,通过室内模拟试验,验证了井下水力旋流油水分离器的分离效率。试验数据表明,该分离器分离效果较好,能够满足井下油水分离的要求,为今后井下油水分离器的结构设计及进一步的系统开发提供了一定的理论依据和技术支持。     

井下油水分离机组运行工况诊断数学模型研究

针对单螺杆泵水力旋流型井下油水分离系统,通过研究分析单螺杆泵子系统、水力旋流器子系统、井筒管路子系统、生产层子系统、注水层子系统各自的工作特性和水力学特性,建立了各子系统的数学模型,再基于整个系统的压力、流量等协调关系,建立一套通过井口生产数据、生产层资料以及注水层注水指示曲线来诊断井下机组运行工况的数学模型。用该数学模型对某油区浅1-12井进行分析计算,计算结果表明,该模型合理,能够有效地诊断井下机组的运行工况。     

海洋油气开发中的水下生产系统(二)——海底处理技术

对油气井产出物进行海底处理是研制开发水下生产系统的核心问题,而海底多相流的增压泵送和分离则是海底处理技术中的基石。螺旋-轴流式和双螺杆式多相泵是2种最主要的海底多相流泵,目前至少有3家公司的产品达到了商业化运行阶段。与海底处理技术密切相关的气-液分离技术主要包括G—SepTM紧凑型旋流脱气器、垂直环空分离和泵送系统、超音速气-液分离器等,液-液分离技术则在常规重力沉降分离的基础上出现了静电聚结强化型重力沉降分离和管式分离器。我国应尽快围绕海底油-水分离技术所涉及的一些实质性问题开展相关研究。     

电潜泵-井下油水分离系统工作参数优化设计

为解决油田开发后期油井生产高含水的难题,采用电潜泵-井下油水分离同井回注系统并优化其参数设计具有重要意义。在介绍这种系统的工作原理、结构及分析各子系统的参数协调关系后,以油井最大产量为目标,建立了该生产系统的设计模型并进行了实例设计。研究设计结果表明,电潜泵-井下油水分离系统的优化设计较为复杂,其中旋流分离器是系统协调工作的核心;设计结果按影响因素重要性大小的依次排序为产液量、注水启动压力、吸水指数、含水质量分数和分流比。     

基于正交试验的仰角式油水分离器结构参数优化

针对仰角式油水分离器结构进行了初步设计。为了提高分离器油水分离效率,引入正交试验法对其结构参数进行改变和重新配置,设计了8因素5水平的正交方案,得到50种不同的结构组合模型。采用Fluent 12.0软件对50组模型进行数值模拟,选取其中的25组进行直观分析,得到最优方案A;通过数值计算数据的极差分析以及结构参数对油水分离效率的影响分析,选取各因素平均油水分离效率最高的水平组合,得出最优方案B;将A、B两方案进行比较分析,最终确定仰角式油水分离器的最优结构参数组合为B方案。采用相同的数值模拟方法,得出优化后的分离效率比优化前提高4.972%,表明正交试验法在该型分离器结构参数的优化方面具有一定的工程实践意义。     

有杆泵井下油水分离系统设计与分析

随着油田开采进入高含水阶段,大量采出水的举升和处理使得采油经济效益越来越低.鉴于此,结合我国油田实际情况,提出一种新型有杆泵井下油水分离系统.该系统由注采式一体泵与两级串联旋流器连接,可实现同井采注.基于正交试验设计,以底流口含油质量浓度CU为目标,通过Fluent软件采用RSM雷诺应力模型优化旋流器主要结构参数.同时...     

螺旋式井下油气分离器设计与分析

螺旋式井下油气分离器是一种利用离心分离和紊流化使气泡聚合的原理 ,最大限度地利用套管截面积来降低油气进泵前的回流速度 ,增强“回流效应”分气作用的新型油气分离器。介绍了它的工作原理 ;推导了螺旋结构参数的设计计算公式 ;分析了各种参数对分离效果的敏感性 ;给出了设计实例。从分析及试验结果可以看出 ,螺旋式井下油气分离器特别适用于产量大、气油比较高且又无法连续自喷的油井 ,是“下喷上抽”举升方式的新型高效井下分离器