同心双管射流泵排采工艺参数设计及应用

要使同心双管射流泵排采技术获得较好的生产效果,还须合理配置射流泵泵芯结构参数、地面泵工作参数和井下管柱尺寸等工艺参数。鉴于此,在射流泵参数计算模型的基础上,综合考虑气井生产条件下管柱内流体流动摩阻、接箍处混合液流体压降损失、受产出气影响的油套环空井底流压及射流泵的特性方程等,建立了更加完整的同心双管射流泵排水采气工艺关键参数设计模型,并结合现场需求设计了3套参数计算方案,编制了设计软件。将计算结果与现场生产参数进行对比,并利用现场数据分析摩阻系数对计算结果的影响。计算分析结果表明,所建计算模型及设计软件可靠,计算结果与现场生产数据一致,但模拟时需根据所选泵芯有针对地选择摩阻系数,以使设计结果更加准确可靠。研究结果对于射流泵排采工艺技术的现场应用具有一定的参考价值。     

多层管柱射流泵排采工艺参数优化

多层管柱射流泵排水采气工艺现场施工主要根据经验选择井下泵芯尺寸规格和配置地面注入泵的参数,施工前缺乏对相关施工参数地面优化计算的方法,导致在施工过程中出现排液效率低、重复调整井下泵芯尺寸、地面注入压力不匹配等问题。针对这一生产难题,进行了多层管柱射流泵排水采气工艺参数优化研究,依据理论计算,建立了泵芯喷嘴和喉管的合理匹配关系;同时,结合现场需求设计了三套试验方案,通过试验室模拟的方法对不同喷嘴规格的合理地面泵压进行了效果对比,并确定了合理的地面泵压范围。现场霍X井采用优化后的工艺参数设计,有效提高了多层管柱射流泵排采效率,达到更好的排水采气效果。该研究结果对多层管柱射流泵排水采气工艺技术编制施工方案以及现场施工具有很好的指导意义。     

水力射流泵的选型

选泵的方法主要有三种：第一种是对所有喷嘴和喉管组合都进行计算,找出一种工作参数最佳的组合,在计算时先把发生气蚀的组合去掉,再选择剩下的组合;第二种是利用最佳设计动态曲线直接选择最优组合,当管柱中的压力损失与泵的特性相比占支配地位时,这种方法通常不收敛;第三种是应用最优化技术。一旦确定了井的产能、井下装置类型、管柱尺寸和动力液介质等,就可设计射流泵。为了选择最佳射流泵必须对所有可能的泵进行计算,从中选择合适的、效率最高的泵。     

Inventor在抽油机皮带轮护罩设计中的应用

应用Inventor软件对抽油机皮带轮护罩采用三雏设计，通过零件三维参数化模型的建立，对那些形状相同，尺寸各异的零件实现了系列化、参数化设计，极大地缩短了结构设计周期，减少了由于零件的尺寸变化带来的工作量。     

离心泵叶轮三元设计的计算基础及应用

对离心泵叶轮采用射流-尾流模型,对于射流区,给出了有限元计算列式,对于尾流区,给出了各参数的计算公式,将上述研究应角于实泵设计。试验结果表明,同传统的设计方法相比,尾流区明显减小,泵效显著提高。     

喷射气举适应井优选及优化设计研究

针对气举井最下面安装一个G/L型射流泵与上面多级气举阀组合成的喷射气举,因射流泵工艺设计受油井多因素约束控制,目前还没有形成一套可行的喷射气举井优选和工艺设计方法,展开了研究。首先根据G/L型射流泵质量守恒、动量守恒、能量守恒和气体状态方程导出了射流泵排出口压力的计算公式,再将连续气举工艺设计与射流泵工艺设计结合起来,巧妙选取最深注气点为动态求解点,运用节点分析方法,导出了两种工艺组合的喷射气举井优选和喷射气举设计方法,最后通过实例给出了喷射气举生产动态曲线和给定注气量条件下的喷射气举设计,并与常规气举进行对比,解决了油井优选和工艺组合设计的难题。     

方井射流泵的表层防漏应用与改进设计

针对各地区井漏频繁、类型多异、经济损失大的现状,故提出了使用方井射流泵配套预防表层井漏的方案,具有以下优点:可以免用导管,节约预埋时间;无导管时消除了其值略大于其高度的静水压头对环空的作用,降低了破碎地层井漏概率;减少了钻井液总量,节省了工业离心泵.射流泵工作原理:当管路中液体流经喷射装置时,液流断面收缩,流速增大,压力降低,直至产生很大的真空度,使方井内的钻井液(含岩屑等其它固相)在大气压作用下,经径向管进入射流泵轴向管,继续被高速射流夹带至出口.射流泵的扬程等于从吸入管进口到收缩断面再到混流出口的管内流动阻力加上进出口位差之和.现场使用时,先选定安装适当大小的喷嘴,再依据特性曲线改变供液量,就可达到理想的工况.经磨损分析,对射流泵结构的改进,明显延长了其使用寿命.现场应用表明它是表层防漏钻进的必备工具之一,可配套于各类型钻机.     

射流泵内流场数值计算的结构化网格划分方法

研究射流泵流场计算域的结构化网格划分方法,可通过几何分块和网格光顺处理,保证网格的正交性;研究以射流剪切层为核心的网格疏密控制方案,并分析剪切层网格参数对计算结果的影响。将网格划分方法应用到某型射流泵流场的数值计算中,并与试验结果比较,验证网格的精确性及适应性。结果表明:射流泵计算域的几何结构适合使用扫掠法划分网格,扫掠法有利于加密方案的实施,网格正交性好,关联性强,便于参数化研究;剪切层网格参数对网格数量和质量的影响体现在底层网格尺度(Yj+)和渐变率(δ)方面,外特性的仿真结果对剪切层底层网格尺度不敏感。算例的计算结果表明,该网格划分方法在中心式射流泵流场的预报上具有适用性。     

酸性气田CO2二级射流泵排水采气工艺模拟研究

川渝地区酸性气田众多,由于气井腐蚀及油套不连通限制了部分工艺的应用。对于产水气井,射流泵是常用的排水采气工艺措施之一。采用射流泵排水采气具有排液周期短、施工工序少、井下无运动部件等优点。但是,一级射流泵吸入压力低,容易出现气蚀现象。设计了二级射流泵,通过模拟表明:二级射流泵能增大吸入压力,有利于降低气蚀的发生; 考虑到水、天然气或氮气等常规“动力液”的不足,提出采用二氧化碳代替常规动力液。通过Fluent对一级射流泵和二级射流泵排液采气工艺进行数值模拟,对混合比、压力、速度参数进行分析,优化设计具有最佳参数的二级射流泵。为酸性气田排水采气提供了新的工艺方案。     

射流泵排液试油工艺的改进与完善

针对目前射流泵正排存在的问题,通过对泵芯结构研究改进,在泵芯上安装了锁定装置,实现了射流泵反排,解决了地层出砂、稠油层排液以及大套管排液效率低等问题,并且利用射流泵反排工艺与RDS阀配合,可获得排液后关井压力数据,提高了参数结果准确性。     

基于虚拟设计的齿轮油泵三维动态仿真

为解决齿轮油泵设计中内部集成与外部布局的协调问题,提高设计效率,在介绍虚拟设计技术对产品仿真的主要意义的基础上,提出了齿轮油泵的虚拟设计流程。分析了流程各步骤的实际意义和重点解决的关键问题。借助Solidworks、Pro/E、UG等三维造型软件,创建了齿轮油泵系统各零部件的实体模型,并进行了虚拟装配,实现了系统的三维动态仿真。通过仿真既可得到可能的模型配置,又可检测零件间的装配干涉,修正原始设计,辅助优化设计,动画模拟部件及整机的装配与运转,为齿轮油泵产品的批量制造和质量的提高提供强有力的保证。     

旋转喷射泵S形叶片复合叶轮的设计

在介绍旋转喷射泵的工作原理及特点后,重点论述了旋转喷射泵的设计理论,讨论了S形叶片复合叶轮结构参数的计算方法和取值范围。结合设计实例,给出1个S形叶片二级复合叶轮的设计结构参数,加工出复合叶轮并组装成旋转喷射泵进行试验,拟和出泵试验性能曲线。与后弯式叶片复合叶轮泵性能曲线相比,这种泵扬程和流量均有所增加,泵性能达到了设计指标和要求。     

离心式井下增压装置的系统设计

针对目前国内外超高压射流钻井技术采用柱塞式增压器普遍存在寿命短、工作可靠性差的问题,提出离心式井下增压装置的结构设计方案。这种增压装置由动力单元(涡轮动力机)、固液分离单元、增压单元(离心泵)和流道短节单元组成,通过钻井液驱动涡轮动力机旋转,并带动固液分离装置和离心泵高速旋转,使部分钻井液增压,达到提高射流压力和速度的目的。现场试验证明,这种离心式井下增压装置可使钻井液在井底的压力达到30MPa。     

固态流化采掘海洋天然气水合物藏破碎参数的优化设计

选取合理的采掘破碎工艺参数和喷嘴结构参数,是实现海洋天然气水合物(以下简称水合物)藏固态流化商业化采掘的关键之一。为了分析实际工程中影响水合物射流破碎效率的因素,依托室内实验和中国南海北部荔湾3站位现场试采取得的数据,以产气量12×10~4 m~3/d作为水合物商业开采目标,采用k—ε湍流模型开展了不同喷嘴直径、泵压等参数情况的仿真模拟分析。研究结果表明:(1)确定了水合物射流破碎临界速度为24 m/s时的喷嘴直径、泵压、排量关系曲线;(2)满足商业开采的单日水合物沉积物采掘量的破碎速度为2.48 m~3/min,其所对应的射流破碎孔径为800mm;(3)在喷嘴直径确定的情况下,直接提升射流排量和泵压会对工艺流程中其他零部件造成一定的损害。结论认为,所优选出的海洋非成岩水合物藏固态流化商业化采掘破碎的设计参数,为固态流化开采水合物破碎参数的优化设计提供了帮助。     

用于出砂井的水力喷射泵结构设计

油井出砂对地面设备和井下设备带来极大的危害。通过室内试验研究了地层砂在井筒内的流动和沉积状态,测定了不同粒径的砂粒沉降速度和一定液量下的极限携砂量。设计了应用在出砂井中的水力喷射泵采油装置,其特点是采用平行双管柱结构的水力喷射泵,合理设计泵内流道,尽可能保持液体匀速流动,适当提高液体流速,提高携砂能力。最后为防止液体停止流动导致砂堵排出管,设计了结构独特的沉砂管。     

螺旋轴流式混输泵导叶水力设计的一种选型方法

叶片泵在输送气液两相混合介质时,其扬程和效率与输送纯液体相比,有不同程度的降低,降低的程度与气泡群在叶轮内的滞留状况密切相关。现文推荐一种实用的泵导叶水力设计的选型方法。该方法将含气率α、增压Δp和气液混输泵综合性能指标λ作为选型的3个综合考虑依据,其原则是保证泵即使在高含气比下仍有较强的增压能力。按此方法对6组导叶设计方案进行了选型,最后综合评价增压单元内的叶轮和导叶,得到6组增压方案。     

溶解气对喷射泵工况的影响研究

采用对泵特性曲线进行修正的方法研究了溶解气对喷射泵工况的影响和喷射泵在动力液与采出液为非等密度体系时特性曲线的修正方法，假设喷射泵可以采出与纯液体时同样体积的气，液混合流体，由泵吸入口处气液比得到采出液平均密度，进而可以得到有溶解气时修正的喷射泵特性曲线。采用修正的喷射泵特性曲线进行喷射泵井优化设计，可以得到较准确的设计结果。     

喷射泵有杆泵接替举升工艺探讨

举升原理是通过套管式反循环喷射泵(动力液从油套管环空进入,由油管返出)将油层产出液举升到一定高度,再由有杆泵系统接替举升至地面.介绍了接替举升系统的工艺设计方法、喷射泵参数匹配设计方法和两泵之间的关联设计方法.举升工艺在胜利桩西油田的桩52-10井进行了现场试验,设计有杆泵下深1650m,喷射泵下深2250m,接替高度600m.结果显示,在试验前后有杆泵系统相似的情况下,接替举升使抽油机最大负荷与最小负荷的差值变小,且最大负荷有较大下降,油井日产液、日产油增加.表明接替举升有效地改善了抽汲系统的工况,具有明显的增产效果.     

喷射泵采稠油数值模拟

应用喷射泵理论和高粘流体下的喷射泵的试验数据,分析了粘度对喷射泵特性的影响,用函数拟合了影响喷射泵特性的参数——喷嘴摩擦损失系数K1’和喉管及扩散管摩擦损失系数K34,编制了喷射泵采稠油的计算机数值模拟程序,为优化设计和优化管理喷射泵热采稠油井打下了基础。