潜油离心泵旋转速度对流道内瞬态气液两相流场影响

为研究变频调速运行时,潜油离心泵输送气液两相流时泵内部流动特性,以Q10潜油离心泵的叶轮为研究对象,采用欧拉-欧拉非匀相流、非定常N-S方程和标准κ-ε湍流模型,对潜油离心泵叶轮内气液两相流动进行了瞬态仿真计算。结果表明:流道内的气相随着叶轮旋转而分布不均匀,叶轮内气相聚集范围均表现为自前缘处向尾缘处出口延伸,气相聚集浓度自前缘进口处向尾缘出口递减;当叶轮转速增加,气相在流道内周期性聚集扩散的周期缩短,且叶轮内气相浓度减小,气袋的体积变小,也容易分离破碎成小气袋;流道内整体流速增大,进出口压差增大;叶片两侧压差与叶轮转速成正比,同时叶片表面波动频率也随之增大。     

基于响应曲面法的同井注采系统方卡子优化设计

为解决同井注采系统光杆疲劳断裂现象高发的问题,基于响应曲面法开展了方卡子结构参数优化设计研究.通过建立悬绳器-方卡子-光杆整体三维仿真模型,利用Workbench软件进行光杆复合应力数值试验,并根据仿真试验结果建立方卡子曲率、方卡子厚度、方卡子边缘倒角的回归模型.结合回归模型和光杆应力仿真模型,综合分析方卡子曲率、方卡子厚度、方卡子边缘倒角对光杆应力的影响规律.以光杆最大复合应力最小为目标,得到了3参数的最佳组合为方卡子厚度80 mm、方卡子倒角1.2 mm、方卡子曲率35.318 m-1,光杆复合应力降低了40.88％,最后利用数值试验验证了优化模型和优化结果的正确性.     

气液置换式实心柱塞小直径抽油泵

针对低产油井常规抽油泵供采不平衡、泵效低及能耗大等问题,研制了一种泵径为25mm的气液置换式实心柱塞小直径抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,能够防止阀罩断裂造成的柱塞断脱事故;在泵筒上增设了气液置换装置,降低了泵腔内的气液比,消弱了气体影响,提高了泵效,更加适应低产井和沉没度低等供液能力差的工况。同时,利用CFD软件对抽油泵气液置换腔和分流器进行了流体仿真分析,对出油阀罩进行了强度分析,验证了其结构合理性。现场试验数据分析结果表明:试验后的平均泵效相对试验前提高了约7. 3%,合理调节抽汲参数后泵效能够超过70%。气液置换式实心柱塞小直径抽油泵能够满足低产油井的生产需求,为小直径抽油泵采油技术的推广提供了依据。     

不同驱油方式下的抽油机井悬点载荷计算方法

油田开发后期,由于含水量增加以及驱油方式不同,井液性质发生变化,导致油管内液体流动时的阻力变化,影响悬点载荷.因此,需要一组针对不同区块油田的悬点栽荷计算公式,以满足节能降耗的要求.本文利用多元非线性回归方法,得到新的悬点载荷计算公式,并利用大庆油田采油厂数据库中的油井参数,通过与其他悬点栽荷计算公式比较,验证了其准确性.     

抽油机井杆柱系统防偏磨装置设计与优化

针对油田开采过程中抽油机井杆柱系统偏磨问题,设计了一种抽油机井杆柱系统防偏磨装置。该装置安装在悬绳器上板的位置,利用悬点上下运动过程中势能与动能的转换提供动力,通过超越离合器的作用使重锤只在自下而上摆动时带动蜗轮蜗杆传动,以实现抽油机杆柱系统单向间歇性转动。该装置不仅能防止杆柱系统偏磨、防止抽油杆脱扣,还不必外加动力源,减小了装置的体积。利用ADAMS软件对整个装置进行了动力学仿真,验证了其工作原理及结构设计的合理性;对关键部件进行了优化设计,提高了装置的可靠性,延长了其使用寿命。仿真数据分析表明:该装置可以实现杆柱系统的单向间歇性转动,其主要部件蜗轮蜗杆在仿真过程中传动良好,无较大冲击。所得结论可为新型抽油机杆柱系统防偏磨装置的理论研究和现场应用提供借鉴。     

基于LMBP算法的油田用抽油杆悬点载荷预测

利用大庆油田所测抽油杆悬点载荷数据库数据,采用改进的LMBP神经网络算法建立了抽油杆悬点载荷与抽油杆冲程、抽油杆冲次、抽油杆直径、抽油泵直径、沉没度、泵挂深度和油井含水率7个影响因素的预测模型,通过模型的训练,获得了较高的训练精度,说明用该方法预测抽油杆的悬点载荷是可行的.     

低渗透储层射孔参数对起裂压力的影响

裂缝起裂是关系水力压裂成败的关键,而射孔参数是影响裂缝起裂的关键因素之一。根据岩石力学、渗流力学、弹塑性力学,建立了低渗透储层射孔地应力力学模型,在考虑流固耦合效应及动态效应的基础上,运用有限元法,建立耦合有限元模型,并采用Newton法求解,以获得低渗透储层?历钻井?固井?射孔?压裂不同阶段后的地应力分布状态。结合岩石的破裂准则,分析射孔参数对起裂压力的影响:地层破裂压力随着方位角的增加而增大,射孔与最大水平地应力的夹角最好不超过30°;随孔眼直径增加,破裂压力降低,选择16 mm孔眼较为合适;随射孔密度增加,起裂压力整体呈下降趋势;在射孔根部起裂时,随着孔深增加,起裂压力先减小后增加,孔深为0.5 m时,起裂压力最低,在射孔尖端起裂时,随着孔深增加,起裂压力降低。此研究结果可作为低渗透储层射孔参数优化的依据。     

压裂液在射孔眼处压力损失规律研究

压裂液流经射孔眼处的压力损失对压裂过程中的压力监测及解释有着重要影响。采用非牛顿流体力学理论和有限元法,建立了压裂液流经射孔井眼处的力学模型,对压裂过程中泵入流体在射孔孔眼中流动特性进行了数值模拟,得到了压裂液流经射孔眼后流体特性的变化规律。研究了不同压裂液流变性、含砂液的支撑剂浓度对孔眼处压降损失的影响,以及压裂液流体在孔眼处的压降损失与射孔密度、孔眼直径及射孔深度的关系,定量给出了压裂液流经射孔眼处的压力损失,为水力压裂工艺的设计及过程中的压力监测与诊断奠定基础。     

抽油机系统地面装置效率试验研究

针对油田机械采油系统运行效率普遍偏低的生产现状,试验研究了抽油机系统不同动液面和冲次下电动机、皮带、减速箱和四连杆的能耗损失。结果表明,动液面和冲次对抽油机系统的电动机、皮带、减速箱和四连杆的能耗损失有不同程度的影响。     

有杆泵同井注采系统工况诊断方法研究

与常规的单泵系统相比,有杆泵同井注采系统结构更加复杂,井下工况更加恶劣,现有技术不再适应其井下故障诊断的需要,严重影响了油田的产量和经济效益。鉴于此,根据现场实际工况,从Gibbs模型出发,提出了一种反推计算方法,建立并求解动载模型,进一步结合实测悬点示功图,绘制采出泵和注入泵示功图。现场18口井的应用中,对注入泵故障的判断结果与检泵结果符合度为91.3%,验证了计算模型的正确性。该诊断方法为有杆泵同井注采系统的现场应用提供了必要的理论指导。