有杆抽油系统效率分析及抽汲参数优化设计

针对有杆泵往复抽汲采油方式使用广泛,但系统效率较低的实际情况,对有杆泵抽油系统进行了能量消耗分析,以机械采油系统效率最高为目标,确立了机械采油系统优化设计的目标函数和约束条件,给出了有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数的优化设计方法。该方法可应用于机抽油井的参数优化和新投产井的优化设计。胜利采油厂的应用实例表明,参数优化后油井的系统效率提高了11.6%,降低了综合成本,提高了经济效益。     

定向井有杆抽油系统动态数值仿真与预测

在建立定向井有杆抽油系统的预测数学模型时 ,计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦 ,同时考虑了实际泵况对系统的影响。在系统非线性运动微分控制方程的解法上 ,为提高精度和速度 ,采用隐式有限差分形式表述同级抽油杆柱的非线性运动微分控制方程 ,而对不同杆柱级间边界节点的非线性运动微分控制方程采用变单元的显式有限差分表示 ,组成定向井动态参数预测数学模型的差分方程组 ;运用迭代法求解此差分方程组 ,得到系统各截面及悬点的示功图 ,进而计算系统的各动力学参数。开发软件计算结果表明 ,该软件的预测结果与实测数据吻合 ,预测精度和速度都得到提高     

斜井抽油系统的机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法

根据直井有杆泵抽油有关理论,结合斜井井身轨迹和生产特点,建立了斜井三维井眼中杆柱轴向和侧向载荷计算数学模型,给出了扶正器间距计算方法。按照修正的API抽油杆柱设计方法,研究了斜井抽油杆柱等强度设计方法,给出了设计步骤,形成了斜井有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法,编制了相应的设计软件。应用实例表明,该优化设计方法理论正确可靠,为工程人员提供了科学准确的设计工具。     

定向井有杆抽油系统动态参数数值预测

基于定向井抽油杆柱微元体受力分析,综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构,计入杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦,建立定向井有杆抽油系统工况预测数学模型,并采用隐式差分与显示差分结合的方法求解预测模型。实例计算表明,这种数学模型能够准确预测定向井有杆抽油系统动态参数。     

影响有杆抽油系统性能参数的因素分析

文章讨论泵径、冲程、冲次及抽油杆柱组合等因素对抽油系统最大悬点栽荷、最大扭矩、最大应力范围比和冲程损失的影响。实例分析结果表明，根据不同冲程、冲次、泵径组合，可以在给定下泵深度、动液面条件下进行抽汲参数的优选，并可进一步进行杆柱组合的优化设计。     

水平井的机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法

本文根据直井、斜井有杆泵抽油有关理论，结合水平井生产特点，通过确定目标函数和选取优化参数及约束条件，给出了水平井有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数优化设计方法。应用实例表明，该优化设计方法理论正确可靠，便于上机运算，值得推广应用。     

有杆抽油系统优化设计

针对有杆抽油设计过程中易忽略其系统性而导致系统效率低的实际情况,基于系统协调工作原理提出以经济指数最小为目标的有杆抽油系统优化设计方法。在确定所选模型对单井计算所产生的误差限的基础上,从产层流入动态入手,依据配产确定井底流压,结合套压拟合油套环空压力梯度确定动液面深度,进而确定泵挂深度,合理设计组合杆柱,预测动态参数,利用预测示功图进行抽油机平衡调节。新疆采油一厂应用实例表明:采用有杆抽油系统优化设计后系统效率提高了14.7个百分点,降低了综合成本,获得明显的经济效益。     

定向井有杆抽油系统诊断力学模型

根据定向井中抽油杆柱的实际工作状态,综合考虑了抽油杆柱刚度、油液粘滞阻力、村眨之间库仑摩擦力、井眼轨迹等因素的影响,从空间曲杆受力和力矩平衡原理出发,应用微元矢量分析理论,建立了定向井吸杆抽油系统诊断力学模型。     

基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测

针对定向井有杆抽油系统井下摩擦的非线性特征,提出了一种基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态预测方法。介绍了LuGre摩擦模型,并确定了符合工程实际的模型参数。将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行了受力分析,建立了有限元形式的杆柱系统动力学方程。结合泵载荷边界条件,利用状态空间法对系统动力学方程进行了数值求解,获得了悬点载荷随冲程变化的地面示功图。给出了基于LuGre摩擦模型的动态预测实例,并将预测结果与采用经典库仑-黏滞摩擦模型预测所得结果以及实测结果进行了对比。结果表明:LuGre摩擦模型能较好地描述抽油系统井下摩擦状况,基于LuGre摩擦模型的预测结果更接近系统真实值。     

抽油机井区块整体节能参数仿真优化方法

应用多相流理论计算了抽油泵的沉没压力和排出压力,改进了抽油杆柱轴向振动底部边界条件的仿真模型,完善了抽油机井有效功率、电动机输入功率与抽油系统效率的仿真模型。以抽油系统输入功率最低为优化设计的目标函数,优化了单井不同产量条件下的最佳抽汲参数及所对应的最低输入功率,建立了单井最低输入功率与产量之间的回归模型。以该模型为基础,将单井产量作为优化设计变量,考虑区块整体的原油计划产量约束,建立了以区块整体输入功率最低为目标的区块整体优化设计模型。综合单井与区块整体的优化设计结果,优选出整体区块内各个单井的最佳产量以及所对应的最佳抽汲参数。计算实例表明,与单井优化设计结果比较,利用区块整体优化方法可以进一步降低区块整体的总耗电量。实际算例表明,采用区块整体优化抽油系统的方法,输入功率可以减少16.7%。     

钢丝绳杆泵抽油系统优化设计方法及现场应用

应用系统工程节点分析方法,全面定量地计算了从油层到井口的整个系统钢丝绳和常规杆混合杆柱抽油井的供排协调点,合理地选择机-泵工作参数和混合杆柱组合,分析了杆柱的受力状况,预测了系统指标,包括产液量、冲程效率、泵效、井下系统效率。分析了主要抽油工作参数(泵深、冲程、冲次、泵径)对系统指标的影响,得出了考虑多目标指标下的油井优化设计方案。编制了钢丝绳杆混合杆柱的抽油井系统优化设计软件,设计软件在现场应用取得了较好的效果。     

低渗透油藏定向井有杆抽油系统效率优化

根据低渗透油藏定向有杆抽油井生产规律,首先从不同系统设备配置和采油工艺参数确定的众多采油系统方案中选取仿真备选方案集,再对备选方案集内的各个方案进行动力学和系统效率预测仿真。文章从系统效率、产量、系统动力学特性以及系统实现和维护的难易程度等综合指标将备选方案排序,给出优化的系统推荐方案供生产方案调整使用。文章给出了备选方案集选取条件,介绍了系统动态特性和系统效率仿真预测模型,确定了系统优选综合指标以及系统优化软件框图,实例说明了该优化调参方法和软件的实用和有效性。     

提高抽油机井系统效率的计算机仿真分析

应用系统动态参数的计算机仿真方法,对抽油机井悬点示功图、曲柄轴扭矩、电动机输入功率、排量系数、有效功率等动态参数的仿真计算方法进行了改进,建立了系统效率仿真分析的数学模型.根据油井产能协调关系,建立了油井抽汲参数调整后的系统效率仿真模型,开发了抽油机井系统效率仿真分析的计算机软件.通过大量仿真计算,总结出了一套提高抽油机井系统效率的有效途径.     

定向井有杆抽油系统动态参数预测模型求解新方法

基于定向井抽油杆柱微元体受力分析,综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构和井下摩擦力,建立了定向井有杆抽油系统工况预测数学模型,给出了预测模型的上下边界条件、初始条件、连续性条件与数学模型隐式差分格式。实例计算表明,这种基于隐式差分解的数学模型能够准确预测定向井有杆抽油系统动态参数。     

斜井有杆抽油系统动态参数预测模型隐式差分解

基于斜井抽油杆柱微元体受力分析．综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构和井下摩擦力，建立了斜井有杆抽油系统工况预测数学模型．给出了预测模型的上下边界条件、初始条件、连续性条件与数学模型隐式差分格式。实例计算表明．这种基于隐式差分解的数学模型能够准确预测斜井有杆抽油系统动态参数。     

钢丝绳抽油杆抽油系统抽油模式的选择

用预测方法来研究钢丝绳抽油杆抽油系统的抽油模式,可确定在中、低产量深井中应用此抽油系统的最佳油汲参数、杆柱组合、抽油机机型等.研究结果表明,在中、低产量深井应用此抽油系统时,长冲程、低冲次、中小泵径、油管锚定、直径较小的钢丝绳杆与直径较大的加重钢杆组成的抽油混合杆柱是最佳抽油模式.该模式有利于提高泵的有效冲程及系统效率,降低能耗.采用液压抽油机有利于充分发挥钢丝绳抽油杆的有效冲程,而稠油大泵强采则不利于此杆优点的发挥.     

斜井抽油系统优化设计技术研究及应用

结合斜井井身轨迹特点,建立了斜井三维井眼中杆柱轴向载荷和侧向载荷计算数学模型,给出扶正器间距和加重杆配置的计算方法;应用系统工程分析方法,给出系统参数设计的步骤,形成了斜井有杆泵抽油系统抽汲参数优化设计方法,编制了相应的优化设计软件。现场应用实例表明,该优化设计方法理论正确可靠,根据本方法编制的斜井抽油系统优化设计软件用于现场设计,可达到有效降低管杆偏磨,减小悬点载荷,提高油井产量、泵效和井下系统效率之目的。