人工举升最新技术综述(Ⅱ)

介绍了美国WoodGroup等公司近年来对于电动潜油泵和其他人工举升作业的井下或地面系统开发的 15项新技术 ,包括井下油水分离器、电动潜油泵马达的控制与保护、变速驱动装置、改进马达的设计、运行寿命模拟仿真装置、电动潜油泵设计软件、电动潜油泵采油井的远程控制、动力系统监测、冲击控制与试验、螺杆泵和气举的监控与优化、变速控制器、现场数据采集系统、变频驱动系统谐波滤波器总成、水气交替注入控制、油井液面跟踪、抽油井和自喷井油套管的绝缘。     

井下离心旋流式高效油气分离器性能模拟试验

现有井下油气分离器效率较低,已不能满足高油气比油井的生产需要,为了解决高含气井中井下多相混抽泵或电潜泵的使用与效率低等问题,开展了井下离心旋流式高效油气分离器的研究。该分离器采用2级串联结构,以水力旋流器为第1级;以对结构进行了优化改造的离心旋转式分离器为第2级。通过试制样机的室内模拟试验,验证了新设计的井下离心旋流式高效油气分离器的分离效率,总分离效率可达95%以上,其对含气体积分数的适应范围由原分离器的0～36%提高到0～50%,能够满足较高含气井井下油气分离的要求。     

贵州气田小直径电泵排水采气技术研究

气藏进入开发中后期受井筒积液的影响。现有的分离器等井下设备及常规电潜泵排水采气工艺技术无法满足小直径套管完井的气井生产,造成压力过高导致气藏报废。在室内实验、力学模型、计算流体力学模拟的基础上,建立井下气液旋流分离器的分离机理模型.设计了新型的小直径分离器;同时根据气液两相流理论研究,采用节点分析方法.得出了气水分离的系统参数设计步骤。现场应用证明,该技术能有效降低气藏的报废压力.延长气井和电泵机组的生产寿命,是一项提高最终采收率和经济效益的新方法、新工艺。     

井下油气水力旋流分离器结构优化与数值模拟

用数值模拟方法对井下油气水力旋流分离器内的气液分离两相流场进行了研究,通过数值模拟得到流场分布规律符合已知的旋流器流场分布规律。将数值计算与室内模拟试验的分离效率进行了对比,结果表明用数值模拟的方法进行流场研究是可靠的。将油气水力旋流分离器的主要结构及操作参数对分离性能的影响进行了模拟,结果表明水力旋流器经过优化设计可以进行井下油气分离,且分离效果较好。所采用的数学模型及模拟方法为井下水力旋流油气分离器进一步优化结构、提高分离效率提供了一条有效途径。     

井下油气分离器试验装置设计

运用试验的方法进行气液两相流的流体运动分析，是井下油气分离器研究的重要组成部分。文章重点介绍了井下油气分离器试验装置的设计方案及试验方法，详细论述了该装置的设计原则、装置组成、工作原理及特点。该装置主要用于不同结构的油气分离器的性能测试，通过对不同工况下各种流动参数的测量，有助于研究和揭示气液两相流运动的本质规律，为新型油气分离器的开发和现有油气分离器的结构优化提供了试验依据。     

高含气井用潜油电泵气体处理器研制

潜油电泵系统在较高含气井中工作时,经常发生气锁,严重影响泵的性能和寿命.为了使进入潜油电泵的井液达到要求的气液比,目前是使用油气分离器,但是其分离效果较差,使用范围受到限制.介绍了一种新型高含气井用潜油电泵气体处理器.设计了特殊结构的叶轮、导轮、盖板和轮毂,组成混流通道,将高含气的井液处理为含气量低且流动性能如单相流的井液,使得该气体处理器具有比普通潜油泵更高的携气能力.现场应用表明：该气体处理器可使潜油电泵机组在气液较高的油井中稳定运行,效果显著.     

高含气井潜油电泵机组

为解决高含气井有效开发的需要,应用研究开发了高含气井用潜油电泵机组。机组采用"单级分离器+气体前置处理装置+多相泵"、"双级分离器或带导流罩气砂锚+多相泵"等组成形式,通过自主研发的计算机程序对油井和泵内各部件多相流进行分析与数值模拟,确定气体前置处理和分离结构形式,大幅提升了潜油电泵机组对气体的适应性,泵吸入口气液比提升到70%以上,扩大了应用范围。该机组可降低井底流压,提高高含气井单井产量,技术达到国际先进水平,推广应用前景好。     

潜油电泵油气分离器性能测试系统研制

油气分离器是潜油电泵的四大部件之一,机械结构简单,而内部流场却十分复杂,结构与分离效率的关系尚不能从理论上分析,为此研制了潜油电泵油气分离器性能测试系统。潜油电泵油气分离器测试系统主要由主体测试装置、钢结构托架与支座、气液测试管路3部分组成,通过测量进入油气分离器中井液的气体量以及经过油气分离器分离出来的气体量,计算出油气分离器的分离效率。它的成功研制为现有油气分离器的优化以及新型油气分离器的开发提供了准确可靠的依据,是油气分离器产品质量检验必不可少的试验设备。     

离心式井下气体分离器的结构和现场试验

本文介绍一种广泛应用于高油气比油井中的新型旋转式气体分离器的设计、研制和室内试验。室内试验是在低的吸入压力下,采用在水中掺气的方式进行的。根据气液分离原理可知道,只要试验条件在许多方面模拟了恶劣的井下条件,就能对井下动态做出有充分根据的判断。从一些油井使用旋转型分离器和一般沉降型分离器前后的实际产量数据中可以看到,95％的油井有明显地增产。潜油泵吸入口气体分离效果还与吸入口的压力、温度和流体的粘度等条件有关。     

分离器中内部流场分离性能的影响

对切向分离器和管道分离器的内部流场进行了激光多谱勒（LDA）技术的试验测试,得出了两种分离器的内部流场分布,确定了内外分离涡的分离边界,同时用计算流体动力学（CFD）数值模拟了两者的内部流场,根据两种结果,对目前广泛使用的分离模型进行了评论,即以Barth模型为代表的分离模型适合于切向分在的性能预测,而Rietema模型却适合于管道分离器的性能预测。最后,对两种分离器进行了分离性能试验,论述了分离器内部流场对分离性能的影响。