新疆油田A区块开发方案设计

续表5.1 各采油方式对比表

调整工作制度 动力源 动力介质要求 检泵 维平均自动控制 生产测试 适宜 较方便 电、天然气、油 无 管式泵动管柱 2 油 无 必须动管柱 1 一般 较方便 电、天然气、缺乏灵活性 电 无 必须动管柱 1.5 适宜 基本配套 方便 电、天然气、油 油动力液防火 液力或钢丝投捞 0.5 适宜 方便 电、天然气、油 水动力液 液力或钢丝投捞 0.5 适宜 修管理 免修期，a 基本配套 不配套 基本配套 不配套 在以上几种抽油方式当中，有杆泵抽油是世界石油工业中一直占主导地位的人工举升方式。目前我国90%以上的油井采用的是有杆泵抽油。它具有简单，可靠，投资小，经济效益高的优点，同时还可以使整个抽油系统高效而安全地工作，因此，我们确定将有杆泵作为此次采油方式。

5.2抽油杆柱组合设计

5.2.1利用APR RP 11L设计空心抽油杆前的参数校正

API RP 11L 《推荐作法》适用于稀有环境和使用普通抽油杆的抽油系统如果空心抽油杆内介质的注入量、注入压力、性质和温度或电热抽油杆加热温度等工艺参数适当，有理由假设井液可转变为接近稀油状态，符合APR PR 11L 推荐做法的适用环境,但必须对电加热空心杆的线密度、弹性系数和刚度、等效固有频率的计算方法进行一定修正，并对各种规格抽油杆顶端的疲劳强度进行合理的估算。 （1）计算线密度

电加热空心抽油杆每根电缆分别安装在单根空心抽油杆内，可以假设电缆线质量分布在杆体上。抽油杆柱线密度，由下式计算：

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1NWr??(Wri?Wei)Li?Wej(Lei?Lj) （5.1）

Li?1??式中 j—当i>j后无电缆；

Wei—电缆线密度，KN/m。当i>j时，Wei=0 Lej—第j级抽油杆柱中电缆的长度，m （2）计算弹性系数和刚度

空心抽油杆中的电缆不影响抽油杆的弹性系数，因此计算缓和杆柱系数时，只需考虑抽油杆的弹性系数。由下式计算：

Ei?LciLbi?) (5.2)

LiEciAciEbiAi(1式中 Lci—第i级杆柱中接箍长度，m；

Lbi—第i级杆柱中杆体的长度，m；

Eci—第i级抽油杆接箍的弹性模量，KN/m2； Ebi—第i级抽油杆杆体的弹性模量，KN/m2； Aci—第i级抽油杆接箍的横截面积，m2； Ai—第i级抽油杆杆体的横截面积，m2。

若Ei为单根杆的弹性系数，则其中Li、Lci、Lbi分别为单根杆的数据。用API推荐方法中的数学符号Er，抽油杆的弹性系数Er，由下式计算：

1nEr??LiEi （5.3）

Li?1混合杆柱刚度Kr的计算公式：

1Kr=LEr （5.4）

（3）计算等效固有频率

抽油杆柱的等效固有频率?8?是指所设计的阶梯杆柱或混合杆柱的弹性系数、线密度相同的等直径抽油杆的固有频率。其计算如下：

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15N0?式中 g为重力加速度，9.8m/s2。

固有频率N'o为：N'o=N0Fc

式中 Fc—混合杆柱固有频率因子。

B?GgVr 式中 Gg—井液密度，KN/m3；

gErWr （5.5） L Vr—混合杆柱实际排井液的体积，m3。

5.2.2 利用APR RP 11L设计空心抽油杆

（1）按照已知情况，初选泵径，抽油杆柱，工作参数

① 泵径D是在一定的油井产量下、先确定抽油泵常数K，然后通过查表5.2得到的。

QT?Q?,K?QTSn （5.6）

式中 Q——油井产量，m3/d；

?——泵效；

QT——泵排量，m3d； S——光杆冲程，m； n——冲数。

表5.2 抽油泵常数表

公称泵径 32 38 泵径D(mm) 31.75 38.1 D2(mm2) 0.001024 0.001444 柱塞面积Ap(mm2) 0.000804 0.001131 泵常数K 1.158 1.633 37

续表5.2 抽油泵常数表

44 57 70

44.45 57.15 69.85

0.001936 0.003266 0.004900

0.001521 0.002565 0.003848

2.190 3.694 5.542

② 由泵径D，泵排量QT，查表抽油泵排量表5.3，可求得冲程S，冲数n。

表5.3 抽油泵排量表

冲数(min?1) 冲程（m） 4.0 4.2 5 4.8 5.0 5.5 1.8 2.1 6 2.4 2.7 3.0 3.6 泵径（mm） 32 38 44 57 70 83 155.8 163.6 186.9 194.8 214.2 84.1 98.2 112.2 120.2 140.2 108.3 23.2 32.7 43.7 73.5 110.8 24.3 34.3 46.0 77.2 110.4 27.8 39.2 52.5 88.2 133.0 28.9 40.8 54.7 91.9 138.5 31.8 44.9 60.0 101.0 152.3 12.5 17.6 23.6 39.7 14.6 20.6 27.6 46.3 16.7 23.5 31.5 52.9 18.8 26.5 35.5 59.5 20.8 29.4 39.4 66.1 59.9 69.8 79.8 89.8 99.8 25.0 35.3 42.3 79．4 119.7 ③ 由泵经D查表5.4可得油管的弹性系数Et。

表5.4 推荐油管数据表

配套油管 泵径（mm） 32 38 44 57 70 95 油管规格（mm） 60.33 73.03 76.0 油管内径（mm） 50.67 63.00 76.00 弹性系数（N?1） 5.572?10?9 4.140?10?9 2.885?10?9 ④ 初选抽油杆柱组合。

根据所得泵径D，可通过查表5.5获得初选的抽油杆组合。表中的百分比为各级杆长度占杆柱总长度的百分比。

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