煤层气用多井单驱动小型采机的研究

摘要

煤层气作为一种开发前景广阔的新能源,近年来越发受到国内外的关注。在煤层气井开发中以丛式井居多,多井单驱动小型排采机的研究满足煤层气开采的实际,适应我国煤层气的开采特点,是实现排采设备节能降耗的一种新途径,可以提升煤层气的开采经济效益。本文依托国家重大科技专项——大型油气田及煤层气开发第38专项煤层气井排采工艺、设备优化及修井技术开展研究。
　　 首先,本文针对煤层气排采的特点,分析了有杆泵排采设备悬点载荷的变化规律,建立抽油机设计模型示功图,按照该示功图,对小型游梁式排采机进行运动、动力学分析,得到单井主要性能参数曲线;在此基础上,分别考虑抽水机的单独平衡和统一平衡条件,对各抽水机在相同冲次、不同冲次条件下工作时,双井、三井、四井统一驱动性能进行了比较分析,对不同冲次、井数组合方式进行了优选对比,并分析了一井修井其他井正常工作情况下抽水机的动力性能和对驱动机的要求。
　　 其次,给出了一台燃气机驱动多台游梁式抽水机的两种可行的传动方案及方案设计要求,对游梁式多井机传动系统各部件进行设计计算,给出了两种方案的三维总装图,并对两者与现场煤层气排采设备相比,说明了其可行性与优缺点。
　　 第三,建立了一台燃气机驱动多台链条式排采机的运动、动力学特性公式,得到在相同冲次、不同冲次条件下链条式多井机的工作性能;给出了链条式多井机可行的传动方案及方案设计,对链条式多井机的传动系统各部件进行设计计算,给出了该方案的三维总装图,并将其与现场煤层气排采设备、游梁式多井机对比,说明了其可行性与优缺点。
　　 本文研究的目的在于给出可行的两种多井机的传动方案,为现场应用提供参考,以改善煤层气排采中单台燃气机驱动单台排采机效率低、可靠性低、故障率高的缺点,实现煤层气的低成本、经济排采。