多杯等流型气锚的水力设计

为了提高抽油机井的泵效,在分析气锚气液分离效率的影响因素基础上,分析了通过多个沉降杯实现气液分离,降低液体下降速度,有效地提高气液分离效率的原理.建立了多杯等流型气锚的流动方程,给出了水力设计计算方法.应用多杯等流型气锚,抽油机井泵效平均提高25%以上.

新型迷宫式气锚及其应用

新型迷宫式气锚将重力分离原理和离心分离原理有机地结合在一起，其基本型气锚主要由上、下两级组成。上级为离心式螺旋气锚，下级为重力分离式和离心分离式综合气锚，可使油气流经同一长度锚筒时，达到双倍的分离效果。可根据油井气量的大小（气液比值）组成任意级数，实现油气的高效分离。还可对低产能井、沉没度易出现负值的油井进行油气分离，维持油井一定时间的生产。现场28口井的应用表明，新型迷宫式气锚油气分离效果理想，能有效地提高泵效，平均泵效由原来的28．9％提高到43．8％。

多杯等流型气锚对气液分离的效果

为解决油井井下气、液分离问题和抽油泵的泵效,提高整个系统的工作效率,通过模拟井筒抽吸气液两相流体的室内实验,对多杯等流型气锚、普通气锚和无气锚情况下的气液分离效果进行了研究.结果表明:冲次越大,井口出气越多,脱气效率就越低,泵效也就越低;在气液比和气锚一定时,冲次从0逐渐增加的情况下,有一个临界冲次;当冲次数大于临界冲次时,脱气效率会随着冲次的增加而减少;在相同的气液比下,多杯等流型气锚的临界冲次明显大于其他的气锚;在气液比和气锚一定时,采液量从0逐渐增加的情况下,会有一个临界值;当采液量大于临界值时,井口出气量会随着采液量的增加而增大;在相同的气液比下,多杯等流型气锚的临界采液量明显大于其他的气锚;多杯等流型气锚在气液分离的效果上明显优于普通的气锚,采用该气锚对脱气效率会有较大提高.

多杯等流型气锚的脱气效率分析

利用因次分析法,建立气液两相流体在多杯等流型气锚中流动的准则方程;根据现场实验,测得相应参数和准则方程,利用最小二乘法及高斯消去法,进行回归分析,得到气液两相流体在多杯等流型气锚中流动时脱气效率的关联公式,并分析滞留时间、含水率、气油比对脱气效率的影响.结果表明:脱气效率随着滞留时间的增大而增大;当滞留时间和含水率一定时,脱气效率随着气油比的增大而减小;当滞留时间和气油比一定时,脱气效率随着含水率的增大而增大;当滞留时间增大到一定程度时,脱气效率曲线的斜率明显减小,出现拐点.

贾敏式筛离气锚的研制

抽油设备在运行过程中 ,因原油中天然气的存在 ,导致泵效明显降低。由于传统使用的气锚工艺结构存在一些不完善的地方 ,造成气锚在井下气体的分离效果降低而往往不被现场所接受 ,为此研制了贾敏式筛离气锚。贾敏式筛离气锚主要是在传统气锚结构的基础上 ,根据高压气泡本身具有的高弹性和粒子性 ,减小进液锚孔直径 ,达到筛离气泡提高泵效的目的。现场 2口井的应用表明 ,油井平均稳定泵效提高 8 9%。

旋流式气锚的设计与应用

旋流式气锚主要由外管、衬管和内吸管组成 ,外管有很多与内表面相切向下倾斜的小孔 ,衬管开有很多径向孔眼 ,外管与衬管利用上下接头固定 ,两者之间形成一个环形空间 ,内吸管与抽油泵相连并与衬管之间形成一个环形空间。油气混合液经过外管、衬管和内吸管进入抽油泵 ,整个过程通过剪切作用、离心力作用和重力作用三级分离 ,井下油气分离效率高 ,可用于油气比较高的机抽井。

气锚对螺杆泵泵效影响的分析

螺杆泵采油技术在油田生产中的应用规模不断扩大 ,其低泵效现象已严重影响埕岛油田的原油生产 ,研究发现气体影响是造成螺杆泵低泵效的主要原因。通过对地下流体脱气情况的研究 ,并对螺杆泵气锚进行了研究 ,论证了气锚对螺杆泵采油的影响 ,完善了螺杆泵的油井管柱 ,充分发挥了气锚的作用 ,有效地提高了螺杆泵井的泵效 ,取得较好的效果。

变螺距双螺旋气锚的研制与应用

为了解决高气油比油井采用有杆泵抽油方式生产时泵效不高的问题,研制了变螺距双螺旋气锚。变螺距双螺旋气锚利用离心效应使气泡聚合的原理进行油气分离,该气锚采用双螺旋结构,螺距从大到小依次连续递减,同时设计了特殊的排气结构。相对于常规的螺旋气锚,变螺距双螺旋气锚的螺旋距离较长,提供了更多的油气分离时间,单位螺旋长度的压力损失少,而且适应不同产液量的油井。现场应用表明,该气锚平均提高泵效10.7%,取得了较好的应用效果。

偏心气锚的研制及应用

偏心气锚是指在弓形弹簧的作用下,将气锚的吸入口置于套管内壁附近的一种油气分离装置。文章介绍了偏心气锚的基本原理、选井原则及技术参数,并重点介绍了其设计原则及现场使用情况,最后对这种气锚的应用前景进行预测。

高效气锚防气技术及其应用

高效气锚将重力式分离和离心式分离有机地结合在一起,属综合式气体分离装置,它能使含溶解气的油通过气锚时,产生搅拌、转向和速度突然增加等效果,有助于游离气的析出,实现油气的高效分离,从根本上解决了气体对泵的影响。现场35口井使用表明,高效气锚分离效果理想,能有效地提高泵效,平均泵效由原来的25.9%提高到37.2%。

抽油机井应用气锚节能效果的计算机仿真研究

考虑气锚分离效率对泵筒内气液比的影响以及对抽油杆柱振动井下边界条件的影响,改进了抽油泵排量系数的仿真模型,建立了以悬点示功图仿真为基础的电动机实耗功率仿真模型。仿真分析结果表明:(1)气油比、含水率、沉没度、余隙长度对排量系数有显著影响;(2)气影响是导致低沉没度抽油机井排量系数低的主要原因;(3)在低沉没度、气影响较严重的油井中,应用气锚可以显著提高抽油泵的排量系数。(4)在保证油井产量与沉没度不变的条件下,应用气锚可以降低含气抽油机井的抽汲参数,达到节能的目的。(5)应用气锚的节能效果主要取决于油井的气油比和沉没度。在合理降低沉没度的条件下,气油比越大,应用气锚的节能效果越好。在所给算例参数条件下,应用气锚的节能效果达到了40%。

防气泵与气锚概述

有杆泵抽油的泵效较低(不到50％)。影响泵效的因素很多,其中气体的影响最大。一般来说,泵吸入口压力都比较低,往往低于饱和压力,因而气液两相总是同时存在,气体不仅占去泵腔内的部分空间,而且干扰阀的正常工作,使泵效降低,甚至出现“气锁”现象。为了减少气体影响,除了采取其他措施(如缩短防冲距,加深泵的沉没度等)以外,使用防气泵和气锚则是主要的方法。

螺旋罩式多功能沉砂气锚的研制与应用

为了解决气、液、砂一级分离的不足及多级分离串联结构总体尺寸偏大,易在油流通道内形成砂桥等问题,研制了新型螺旋罩式多功能沉砂气锚。该气锚主要由上接头、上筛管、分流管、钢球、转换接头、中心管、螺旋片、下筛管、分离伞、下堵头、下接头等组成,综合应用离心分离和重力滑脱罩式分离及单向皮碗密封结构,实现了气体、液体和砂粒的三次分离。现场应用表明,该气锚可使平均单井泵效由38.2%提高到52%,目前已累计增产原油9 570 t,获经济效益500余万元。

抽油井大孔多节虹吸式气锚的研制

针对抽油井常用气锚进排气通道单一、气液分离空间小、分气效率低的问题,借鉴现场成功经验,利用串并联原理,研制了大孔多节虹吸式气锚。该气锚主要由上接头、中心管、虹吸管、隔板、外管和下接头等组成,采用了多节相连、虹吸以及大孔大直径等创新设计,将单个分离腔发展为多个分离腔,并将多个分离腔有效地联系起来。大孔多节虹吸式气锚在现场已应用28口井,平均产液量由5.06 t/d上升到11.06 t/d,平均产油量由1.98 t/d上升到3.77 t/d,平均泵效由18.04%上升到49.50%,平均沉没度由973.71 m下降到585.12 m,取得了明显的效果。

多杯等流型气锚对井下油水分离的效果

针对油田生产井的高含水问题,为了评价多杯等流型气锚对井下油水混合物的分离效果,进行了室内井筒模拟实验,绘制了停留时间与含水率的关系曲线。实验表明多杯等流型气锚对井下油水分离的效果如下:含水率为90%的纯原油、水的混合物,含水率为90%的油井采出液以及气液比为40:1、含水率为90%的油井采出液经多杯等流型气锚分离后含水率均能达到98%,使用多杯等流型气锚可达到节能降耗的目的。

CO_2驱低液量高气液比井下气锚模拟与优化

注CO_2驱油已在吉林油田开发低渗透油藏中取得了良好效果,其采油井出现典型的小液量、高气液比特征,导致在常规油井中运行良好的有杆泵采油工艺出现了较强的不适应性。为此,在分析常规重力类气锚和螺旋气锚分气原理的基础上,设计了适用于低液量高气液比的新型井下气锚结构,采用抽油机悬点运动规律作为抽油泵工作过程,修正了CFD模型的上边界条件,将地面气液比修正为入泵气液比并考虑气泡的破碎和凝聚,模拟了新型井下气锚工作原理,单因素敏感分析了柱塞的抽汲参数对新型井下气锚分气效率的影响。X井现场试验表明,采用新型井下气锚后,井口套压由9.5 MPa降至0.4 MPa,产液量由措施前的1.5 t/d升至17.4t/d,在产气量达到792 m^3/d情况下,泵效高达84.6%,明显高于同区块其余井平均泵效40.1%。该研究成果对于CO_2驱油的推广应用具有重要现实意义,对类似的高气液比油井有杆泵抽油具有重要的借鉴作用。

有杆泵抽油井气锚动态分析

从泵容积效率出发，分析了气体和使用气锚对有杆泵抽油井泵容积效率的影响，建立了采用气锚时果体积排量与吸入压力及实际地面产液量之间的函数关系，并对泵气锚动态进行了计算分析，得出：当泵吸入口压力低及地层气油比高时，使用气锚有助于提高泵的容积效率；下气锚的井，不需要过大的沉没度。根据建立的函数关系式，可直接计算泵的容积效率和所需的泵的体积排量，或迭代求出地面产液量。结果表明，该方法对含气油井的开采具有较大的指导意义。

多级分离气锚的研制与应用

为了解决油田采油过程中气、液、砂的分离问题,研制了多级分离气锚。该气锚集防气、防砂于一体,它利用离心作用、重力作用和偏心作用,使得含有溶解气的油液切向进入气锚后,经过旋流、偏心通道、90°转向、再次旋流和滑脱等作用实现3级分离,从根本上解决了气体和砂对泵的影响,防砂粒度小,并能替代筛管使用。现场应用结果表明,采用该多级分离气锚后,油气分离率高达98%,平均泵效由原来的24.6%提高到35.8%,平均动液面由1 268 m下降到1 372 m。

抽油泵-气锚组合防气性能仿真分析

油田在高含气油井开发过程中,通常采用气锚对井下气液混合介质进行进泵前的气液分离。在气液两相流理论基础上,研究重力型气锚在井下的分离效率。将套管、气锚和抽油泵作为整体研究对象,分析在抽油泵整个工作循环气锚的分离效率。建立套管、重力型气锚和抽油泵的一体化三维流体域模型,气液分析模型选择流体体积法(VOF)。为了更接近实际工况,在保持套管动液面不变的情况下,计算出套管入口流速作为仿真模型的入口边界条件。用动网格技术对抽油泵柱塞设置曲柄连杆运动作为仿真模型的计算边界条件。仿真分析在高气液比井中,入口液体流速越大,气锚分离效率越低。气锚结构参数对气液分离效率影响较大,相同尺寸的套管,选择尺寸越小的外管,气锚的分离效率就越好,中心管的尺寸大小对气锚分离效率影响很小。