有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺设计

随着塔里木等深层油气田的开发,能够满足深井大排量深抽的工艺技术逐渐成为现实需要,考虑到机采井的泵挂深度不断加深,单一的举升方式随着举升高度的增加往往表现出一定的局限性和低效性,因此,针对性地提出有杆泵地面驱动螺杆泵组合举升工艺,将螺杆泵和有杆泵安装在同一生产管柱上进行“接力”采油。为论证有杆泵地面驱动螺杆泵组合举升工艺的可行性,在分析有杆泵-地面驱动螺杆泵组合工艺的工作原理、流量匹配及杆柱受力状况的基础上,建立了有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺在油井深抽条件下的悬点载荷计算模型,与单独的有杆泵抽油相比,在保证产量相同的情况下,该组合系统能通过降低抽油机悬点载荷达到增加泵挂深度及排量范围、降低抽油能耗的目的。

新型长冲程举升工艺在低效高耗井应用方案

油田举升方式主要采用游梁式抽油机,部分井存在系统效率低、能耗高、泵效低的问题,尤其在低产低效井和高能耗井更加突出。为探索高效举升新途径,按照“长冲程、低冲次”优化设计理念,某油田应用了超长冲程抽油机和塔架式抽油机等新型长冲程举升工艺,同时研究并应用了碳纤维连续抽油杆和柔性金属泵等配套举升技术,通过调研论证,个性化设计了低产低效井和高能耗井举升工艺应用方案,平均节电率可达30%以上,40口井年节电71.2×10^(4) kWh,年创综合经济效益108.5万元,具备推广应用价值。

水平井有杆泵深抽工艺的设计与评价

有杆泵是当前工艺最成熟、应用最广泛的举升方式之一,在水平井中的应用规模也相当大。针对大庆外围深层低渗透油田水平井的特殊条件,介绍了包括差动式举升、新型大斜度抽油泵举升在内的几种新的有杆泵深抽工艺设计方案,并对新型大斜度泵设计和抽油杆扶正等关键技术进行了较详细说明。室内试验和现场应用表明,差动式举升和新型大斜度泵举升工艺具有泵效高、安全性强等特点,能够满足大庆外围油田水平井深抽的要求,并取得了很好的应用效果。

抽油泵合理沉没压力的确定方法

基于泵沉没压力的重要性和合理沉没压力研究存在的误区 ,讨论了泵沉没压力与上冲程时泵内压力的关系和流体通过泵吸入阀口所产生的节流阻力计算式 ,建立了以井下举升效率为目标确定油井工作制度和泵合理沉没压力的方法。计算结果表明 ,对具体油井 ,泵的合理沉没压力与油藏条件、油井产量、抽汲参数以及流体物性等有关 ,是各种因素影响的综合指标 ,且各因素之间也存在相关性。所以 ,泵沉没压力的选择取决于油井生产的协调 ,必须针对具体油井和油藏情况 ,以井下举升效率或经济效益为目标 ,进行动态模拟计算与分析 ,合理配置抽油设备和优化油井工作参数 。

有杆抽油泵沉没度的优化设计方法

机抽井泵的沉没度是影响泵效和系统效率的重要因素。通过分析有杆泵抽油系统的能耗,以机采系统效率最高为目标,确立了机采系统优化设计的目标函数和约束条件,同时分析泵效对机采系统效率的影响以及影响泵效的因素,给出了沉没度和其他抽汲参数的优化设计方法。应用结果表明,以优化设计方法来确定泵的沉没度,可明显降低能耗,提高系统效率和经济效益,为油田生产提供设计依据。

有杆泵—喷射泵复合举升系统动力液优化设计研究

轮古油田井深油稠,地层供液能力较差,单一的举升工艺很难适应油田生产的需要,因此应用了以稀油为动力液的有杆泵—喷射泵复合举升系统。为了解决目前稀油用量较大的问题,提出了产出液和混合液作为复合举升系统动力液方案,分别建立了其黏度、密度和稀油比例的模型,并分别对稀油、产出液、混合液以及活性水作为复合系统动力液展开可行性分析,通过对比计算得出掺稀比例为0.5时的混合液为最佳动力液方案。对该混合液作为复合举升系统动力液开展了实例计算和现场应用,结果表明该动力液系统可以维持较高的泵效,同时使得单位体积稀油携带能力得到很大的提高,从而极大地节约了稀油资源。

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。

高油气比抽油井助流举升技术

鉴于文留油田油井油气比高的优势 ,提出了通过先疏后导解决高油气比油井泵效低的方法 ,称为助流举升技术。分析了助流举升技术提高泵效的机理 ,提出了助流举升管柱的设计步骤。典型井实例证实了该技术能够提高高油比抽油井泵效 ,增加产量。

不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法

有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型。以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力、动液面、地层流压等参数进行模拟计算,建立了不同供液状况下有杆抽油泵举升过程参数连续模拟计算方法。研究结果表明,该方法能够满足供液不足工况下油井动液面计算的精度要求,为井筒举升分析、工作制度优化调整提供了理论依据。

稠油斜直井抽油杆柱滞后原因及解决途径

稠油斜直井抽油杆柱滞后的问题严重制约正常生产。研究稠油井筒降粘举升工艺 ,找到一种简单经济的解决抽油杆滞后的办法 ,完善稠油开采工艺 ,探索稠油开采的新举升方法 ,意义十分重大。所提出的降粘举升工艺 ,通过在矿场试验 。

组合举升套管式射流泵研制

根据单井双泵组合举升比单一有杆泵举升能更有效地开采高压、高粘、低渗透、低液面油井的新构想，开发了“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升工艺，介绍了与之配套的套管固定式井下射流泵的研制和试验情况，引入了射流元件的参数匹配相关式，并给出了匹配步骤。试验结果表明，新开发的单井双泵组合举升工艺及与其配套的套管式射流泵切实可行。与单一有杆泵举升相比，在相同条件下，“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升可显著降低有杆泵下入深度，减轻抽油机载荷，改善油井抽汲条件和产出波的运移性，增油效果显著。

三元复合驱有杆泵举升参数优化研究

三元复合驱技术可以改善高含水油田的驱替效果,提高油层的采出程度。在三元复合驱的不同驱替阶段,采出液流变性能不同,会影响有杆泵的泵效。基于改进的有杆泵系统效率计算模型,通过迭代算法优化了不同驱替阶段的下泵深度、冲程、冲次和泵径,研究了扶正器个数、冲程、冲次和驱替阶段对系统效率的影响规律。计算结果表明,冲程、冲次对系统效率影响较大,系统效率随冲程和冲次的增加先增加后平缓,主段塞驱替阶段的系统效率最低。扶正器会降低系统效率但是不明显。

中国抽油机、抽油杆、抽油泵技术现状及发展方向

通过对中国三抽技术及制造产业的主要成就及技术现状分析,找出提高了中国发展三抽产业的对策。

防堵塞防倒流的套管射流泵研制与应用

针对低渗透高含油饱和度地层供液能力不足给有杆泵采油带来的冲程损失大、泵效低等问题 ,研制了防堵塞防倒流的套管射流泵。提出了与之配套的有杆泵 +射流泵组合举升工艺 :在有杆泵末端增加射流泵 ,通过封隔器将高、低渗透层段分开 ;利用高渗透层产生的液量作为射流泵的动力液 ,在低渗透层段产生压降 ,从而提高低渗透层的产液能力。介绍了防堵塞防倒流套管射流泵的结构、工作原理、参数优选及现场应用情况。 2 0 0 3年在河南油田现场应用 4口井 ,工艺成功率 10 0 % ,有效率 10 0 % ,累计增产原油 390 0t。

大通径提挂泄油器研制

为解决冀东油田滑套式泄油器在大斜度井中泄油失效以及在56mm泵径井中无法应用的问题,研制了大通径提挂泄油器,该泄油器主要包括泄油本体和开启接头2部分。入井时,泄油本体与油管相连,开启接头与抽油杆相连,需要泄油时上提抽油杆泄油。泄油本体采用大通径设计,可满足56mm及以下规格抽油泵井使用;开启接头采用耐磨设计,避免因磨损无法打开泄油器。该泄油器适用于有杆泵井,尤其适用于大斜度井,能够取代修井作业时原有的各种有杆泵泄油器。室内及现场试验表明,该泄油器性能稳定,工作可靠,泄油成功率达到100%。

稠油双管采油技术动力学模型研究及应用

双管采油举升工艺技术通过独立的采出液流出通道,降低杆液粘滞阻力,实现常规稠油的有效举升,但在系统理论模型及配套优化手段上的欠缺是制约该技术进一步推广的关键瓶颈。利用室内流变性试验和人工神经网络理论,建立了流动环境下的油水混合溶液流变性模型;同时利用幂律流体流动力学及常规举升工艺作用过程动力学模型,推导了双管系统下的压力场、温度场、流体流动场的动力学模型;结合双管系统工作原理的系统研究,利用节点分析理论建立了双管采油系统工作过程中各模型间的耦合动力学数学模型,并推导了其数值解,最终研发了双管举升工艺参数优化设计软件。现场应用表明:建立的系统理论及优化设计手段计算误差<5%,可有效促进该工艺技术在油田的进一步推广。

电热杆在稠油举升工艺中的应用

螺杆泵采油工艺下泵深度有一定限制,而电热杆采油工艺适应范围广,泵挂下深不受限制,且能连续加热,为此,进行了电热杆采油工艺研究。根据电热采油工艺原理和技术指标,从选井、选择加热深度、选择加热功率、选择工作制度几个方面进行了电热杆采油工艺设计,在研究过程中主要应用了螺杆泵、管外电缆、变频加热器、电磁加热器及电热杆等工艺。现场试验表明,该工艺解决了稠油在井筒内流动困难的问题,加热效率高,使用寿命相对较长,能耗相对较低,是值得推荐与推广的稠油举升工艺之一,同时在应用中也发现该工艺还存在三相电不平衡及能耗高等问题需要改进与提高。

抽油杆横向裂纹漏磁检测的有限元分析

针对抽油杆复杂缺陷共存的表面横向裂纹进行建模和检测技术研究,建立了抽油杆横向缺陷有限元仿真模型,采用ANSYS有限元仿真软件进行了漏磁检测仿真,得出了提离值与缺陷处漏磁场之间的变化趋势。分析了单直流线圈和双直流线圈两种不同的磁化方式,结果表明双直流线圈磁化优于单直流线圈磁化。研究了二维和三维的漏磁检测模型,对不同提离值的磁感应强度进行了分析,凝练出了传感器与检测装置中的关键数据。研究结果表明,本研究得出的漏磁检测方法可用于抽油杆横向裂纹的检测。

鄂尔多斯盆地王盘山X井区举升工艺方案优选

王盘山X井区现用举升系统存在机采系统效率偏低、杆管偏磨腐蚀严重、油井免修期短、举升工艺适应性差等问题。在分析这些问题的基础上,遵循举升工艺方案编制原则,研究出适合该井区开发的举升工艺技术。采用有杆泵采油方式生产,优选出有杆泵抽汲参数,并概算出优化后的单井举升费用,为22.57万元。该优化方案已应用17口井,未有断、卡、脱等复杂事故发生,产液量提高13.4%,产油量提高17.1%,整体提高了抽油机系统的生产效率。

国外油气开发装备的现状与发展趋势

采油气井口装置、机械采气油设备、修井设备、油气田增产及提高采收率设备等是油气开发的主要技术装备。随着一些主要产油国相继进入开发的中后期，油田综合含水率不断上升，这对开发工艺技术和开发装备技术提出了更高的要求。本文对国外开发装备的特点和现状进行了介绍，并对其发展趋势进行预测，这对我国生产、研究部门有重要意义。