考虑稠油黏度影响的潜油电泵模拟与优化

潜油电泵采油是目前最常用的人工举升方式之一。当应用于稠油井时,受入泵流体高黏度的影响,使潜油电泵特性曲线偏离抽水时的特性曲线,导致潜油电泵合理运行窗口变窄,因此,针对水设计的离心泵结构难以适应稠油的高黏环境。针对上述问题,基于CFD数值模拟方法,系统地进行了潜油电泵在高黏条件下增压特性的研究,结果表明,随流体黏度增加,流体流动摩擦阻力更大,流体与叶片间相互作用增大,叶轮与导轮的进出口压差减小,流速降低,流体流动状态从湍流转变为层流,叶轮及导轮内回流区域的尺寸及数量均减小。同一黏度下,离心泵扬程随排量的增加而降低;同一排量下,离心泵扬程随着黏度的增大而显著降低。基于因素分析,考虑黏度影响,进而对离心泵结构参数进行了优化设计,最优结构为:入口宽度16.6 mm,叶片数6片,出口宽度21.9 mm,叶包角60°。相比于原离心泵,在黏度为400 mPa.s,允许排量范围内,扬程最大增幅28%。

电潜泵在海洋石油平台的故障诊断研究

电潜泵ESP是海洋石油开采的重要采油机械设备之一。它的安全运行直接影响到地下石油的开采和利用。然而,电潜泵ESP是由多种部件组合的采油机械,有着结构关联性强的特点,其结构复杂的特点,并安装在海底泥面之下几百米至3500 m深度的油管里,高温、高压、高振动(三高)等恶劣工作环境,直接导致电潜泵ESP在工作过程中故障率偏高,严重影响设备的性能和寿命。因此,电潜泵ESP的故障诊断是提高电潜泵ESP运行效率、确保系统正常运行的重要手段。传统的电潜泵故障诊断技术已无法满足现代化油田实际生产的需要,所以应开展电潜泵ESP故障新型诊断技术的研究。本文主要介绍了电潜泵结构,工作原理和在海洋石油平台的故障诊断技术的现状、存在的问题及发展趋势。

电潜泵井生产动态分析

提出了原油物性模拟的修正模型 ,其结果与PVT曲线具有良好的相关性。给出了电潜泵内流体温升及井筒中流体温度梯度的计算方法。通过引入井眼轨迹的描述与计算技术 ,成功地解决了弯曲井段的多相流计算问题 ,从而可以计算出任意井眼形状中的参数分布规律。在此基础上 ,借助于毛细管、动液面或泵特性测试资料 ,实现了对电潜泵井生产动态的模拟和分析 。

华北油区地热排采技术研究

为了充分开发和利用华北油田地热资源,对华北油田地热资源进行了先期调研及研究。进行了油田地热资源评价研究、地热开发排采及回注技术研究、地热田开发利用研究及地热田开发经济评价,优选老油井转为地热井的开采方式和排采设备的研发。经现场5口井的试验证明,采用潜油电泵排采工艺及配套技术措施,能够满足大排量提液的要求。对开发新能源建设的产业,增强企业发展的综合实力具有十分重要的意义。

基于电参数的潜油电泵井动液面计算模型

针对目前潜油电泵井动液面实时监测困难,影响生产效率与效益的问题,基于潜油电泵井生产系统的构成和机采设备的工作原理,考虑油套环空中液面以上气体的热辐射、液面以下液体的热传导作用和电机、电缆发热等影响,建立了"四段法"潜油电泵井井筒流体温度计算模型;研究分析了实时监测的地面电参数与潜油电泵输入功率、泵有效举升高度、泵吸入口压力的内在关系以及潜油电泵的工作特性,推导了基于地面实测电参数的潜油电泵井动液面计算模型。现场17口油井资料计算分析结果表明:模型准确度较高,井筒流体温度的平均相对误差为8.75%,动液面的平均相对误差为6.98%。该方法能够实时准确地计算潜油电泵井动液面,为潜油电泵井智能化管理和实时优化调整提供理论和技术支持。

基于系统分析的潜油电泵机组综合诊断模型

将系统概念应用于潜油电泵机组的诊断,将电泵机组分解成3个子系统。结合系统的特点,综合这3个子系统所构成的诊断模型,提出了潜油电泵机组的综合诊断方法。根据系统工程理论,对潜油电泵、潜油电机等井下机组的运行工况、特性、技术参数以及油井地层资料、生产资料、井中流体资料等进行了综合分析,并根据电流卡片、水力实验数据,建立了潜油电泵井下机组综合诊断模型。采用对比测试法,利用电流卡片、井下数据采集及远传技术,计算出井下潜油电机和潜油电泵运行的相关参数。与潜油电泵特性参数相比较,可以实现对潜油电泵机组的综合诊断。

原油粘度及其对潜油电泵性能的影响

在参考国内外有关资料的基础上，根据大量的现场生产数据，就原油粘度及其对潜油电泵性能的影响进行了分析；确定了适于油田潜油电泵井实际应用的原油粘度及电泵参数修正计算方法，并编制了相应的软件，计算符合率达９０％。该方法有助于潜油电泵井运行工况的分析，可为合理选井选泵提供依据。目前已在胜利、新疆。

潜油电泵机组振动状态评估系统

潜油电泵机组属于具有超细长转轴的复杂旋转机械,生产及安装工艺复杂,需要通过振动分析评估机组的出厂质量状态.提出振动测试方案,开发机组状态评估软件系统.该系统采用Matlab及VB混合编程技术,结合振动烈度、时域分析、频域分析和时频分析技术,对机组出厂状态特征进行提取及状态评估.在实验井中进行不同工况下的振动测试和状态评估,取得良好应用效果,表明该系统的有效性.

小直径电潜泵排水采气技术研究与应用

产水气井生产后期井筒积液严重,严重影响了气藏的开发.为了降低气藏的报废压力,提高气藏的开发效果,采用小直径电泵排水采气工艺技术,对采气方式进行参数优化设计.内容包括泵型选择、设计泵、电机型号选择、电缆的选择及保护、地面电压的确定以及控制屏和变压器规格的确定.在太7井进行小直径电泵排水采气先导试验,取得了较好的效果.

低渗透油藏喷射泵电潜泵组合深抽工艺研究及应用

供液能力较差的深井举升工艺效果一直不很理想。通过研究，应用喷射泵电潜泵组合深抽工艺取得了较好效果。对工艺系统及参数选择作了介绍，试验表明工艺系统可靠性高，提升效果好，对低渗深层油井是一种适应性较强的举升工艺。

DBF—152型电潜泵封隔器的研制与应用

为满足浅海油田电潜泵井无套压安全生产的需要 ,研制开发了DBF— 15 2型电潜泵封隔器。这种封隔器采用多孔偏心结构 ,液压坐封 ,双向卡瓦锚定 ,上提管柱解封 ;设计了电缆穿越密封装置 ,可实现电潜泵电缆和测压管线的无损穿越 ;设计了排气洗井阀 ,连接在排气通道上 ,具有地面液压控制、油套环空定时排气的功能 ,满足了海上电潜泵井安全生产和测压的要求。现场试验 5井次表明 ,施工效果良好 ,各项功能达到了设计要求。

潜油电泵机组振动检测与故障诊断系统

从硬件和软件2方面讨论了潜油电泵机组振动检测与故障诊断系统的设计与实现。该系统引入了模糊神经网络模型,集信号采集、处理、状态监测和故障诊断等功能于一体,具有运行稳定、操作简单等特点。经过在试验井上的调试运行,系统能够实现潜油电泵振动性能质量的准确、自动评价,具有良好的推广应用价值。

潜油电动离心泵叶导轮的优化设计

通过对潜油电动离心泵的叶导轮内的液体质点的运动研究 ,建立其运动方式的速度三角形 ,同时研究影响叶导轮抽液性能的结构尺寸和性能参数。在此基础上 ,对目前使用的叶导轮进行优化 ,开发研制出单级高扬程的叶导轮 ,从而可以减少离心泵的级数 ,降低组装成本。

远传监测参数判断电泵工况应用实践

塔河油田稠油井掺稀降黏工艺生产中,由于电泵运行影响因素复杂,加剧其异常分析难度。由于传统录取井口参数无法实时匹配运行电流,造成分析延误或误判,严重影响电泵正常生产。为此,采油二厂率先对电泵井实行远传参数实时监测,结合电泵井在生产过程中遇到的典型故障,对监测参数变化所表现出的特征进行分析,绘制了电泵井11种故障类型示意图,通过对比实际监测参数变化,可及时发现电泵故障并进行处理,确保电泵平稳运行。

潜油电泵油嘴调参与变频调参对比分析

为适应油井产能变化,潜油电泵一般采用变频调参,但是对于排量变化范围不大或频率变化较小的机组,采用变频调参并不能取得很好的应用效果。综合分析了变频调参和井口油嘴调参的基本方法及各自的特点,对两种调参方式的一次性投入成本和生产能耗进行了对比分析。提出以负载功率为判据的能耗判断方法和采用"一变频多井用"优化组合方式,实现油田效益的最大化。对比分析结果表明,在预计的排量范围和寿命周期内,有些情况采用井口油嘴调参比变频调参更简单经济。

小排量、高扬程潜油电泵机组设计及应用

针对深井、斜井采油工艺的需要,设计了小排量、高扬程潜油电泵机组。通过对电泵机组在斜井段的状态分析,在机组结构设计上进行了技术改进,并对机组关键部位的零部件进行优选和自行设计制作,增强了机组通过斜井段、在倾斜状态下运转的适应能力。下井前对机组排量、扬程、电流、电压等技术要求进行了室内验证。现场4口井应用表明,小排量、高扬程潜油电泵具有提液和延长检泵周期的效果,基本满足了深井、斜井、低产量井采油工艺的需要。

潜油电泵防砂防垢技术

通过对油井里潜油电泵的砂卡和结垢的成因进行分析研究 ,从理论上对防砂和防垢技术提出相应的研究方向及内容。在此基础上 ,研制出具有防砂和防垢性能的潜油电泵机组。经室内试验后在现场部分含砂结垢严重的油井中应用并获得成功。

斜井用潜油电泵机组的研制及应用

普通潜油电泵机组通过斜井弯曲井段时易发生机组变形损坏和电缆挤压损坏。针对这种情况 ,研制出斜井用潜油电泵机组。通过改进机组底座联接法兰结构 ,设计联接螺钉用碟形弹簧垫圈 ,设置由导向块和导向保护块构成的小扁电缆保护装置及三腔胶囊式保护器等 ,增强了机组抗弯曲变形能力。模拟试验和现场使用证明 ,在套管造斜度小于 1 0°/ 3 0m的条件下 ,斜井用潜油电泵机组对电缆的保护非常有效 ,有望成为我国陆上和海上油田斜井和定向井采油的重要设备。

Ф31.75mm连续油管测试堵塞器的研制

现有连续油管测试堵塞器配套使用的连续油管最小尺寸为Ф38.1 mm,工作筒密封面最小内径为Ф69.85 mm,主要通过下压或向下震击剪断剪钉的方式与连续油管脱离,而中海油海上油田与Y接头连接的密封筒尺寸大部分为Ф61 mm,且小直径连续油管的挠度较大,常因不能有效传递向下压力而无法剪断剪钉,针对上述情况研制了用于Ф31.75 mm连续油管的测试堵塞器,在渤海油田的三次现场试验表明,该测试堵塞器可满足密封尺寸为Ф61 mm的工作筒,为保证密封可靠性,在测试期间连续油管的上提或下放速度应控制在10~15 m/min之间。

潜油电泵特征参数及实际工况的计算方法研究

从潜油电泵的理论特性出发,通过对潜油电泵压头及其能耗分析,提出了用特征参数表征潜油电泵实际工况曲线的方法。采用潜油电泵清水特性曲线上的5个特征点,考虑潜油电泵的运行情况、产出液的特性等参数,建立反映潜油电泵实际工况参数和曲线的计算方法。同时用实际的潜油电泵工作参数验证了该方法的正确和合理性。