中高含气潜油电泵的工作机理与结构改进设计

摘要

在电泵采油方式中，富含气油藏一直是困绕人们的一大难题，对于油井含气量很大(泵吸入口压力下，气液比＞30％)的油井，离心泵往往会发生气锁，导致泵抽吸不到井液而使电机欠载停机，频繁地欠载停机会使电机温升过高，降低电机绝缘，从而烧毁电机。另外气体的腐蚀也大大地缩短了整套潜油电泵机组的使用寿命，增加了采收成本。因此，开发研制适合中高含气油井潜油电泵也就具有非常重要的现实意义。 我公司自上世纪80年代末从美国森垂公司引进全套生产技术和装备以来，通过不断消化吸收，针对不同油藏开发出了具有自身特色的潜油电泵机组，尤其在富含油气油藏中的潜油电泵机组研究上，取得了一定的成效，受到了用户的好评。 本文通过构建潜油电泵抽油举升过程中的力学特性、剖析了多相流体在不同层段的流动特性，通过建立电泵井井筒内部温度分布模型，了解多相井液在电泵举升过程中的压力变化过程。另外，认真分析了气体对电泵机组造成腐蚀的机理。从而，最终指导我们通过改善机组机构，制定合理的加工工艺，有效地降低气体进入机组的比例，合理采用原材料，有效提高机体与流体接触部件的耐腐蚀性，全面提高机组的可靠性和使用寿命，本文针对中高含气井潜油电泵系统设计的主要工作过程进行分析和研究，主要内容包括气液两相流体举升过程中力学状态分析、井筒内部温度分布模型建立、富含气体井液对机组的腐蚀机理分析，潜油电泵现行结构分析，提出结构改进方案并加以论述。

目录

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第一章综述

1.1项目概要

1.2本课题有关的研究领域的历史、现状和前沿发展情况

1.3前人在本课题研究领域中的成果

1.4开展本课题研究的意义

第二章井筒流体压力、温度预测数学模型

2.1稳态管流模型

2.2井筒径向传热

2.3井简流体压力和温度的分布计算

2.4气液两相流压降Ansari模型

第三章潜油电泵抽油系统的数学模型

3.1潜油电泵的系统组成和基本原理

3.2潜油电泵系统的安装方式

3.3节点系统分析

第四章高速含气工况下的气蚀机理

4.1气蚀磨蚀的影响因素

4.2流体动力学的影响

4.3材料性能的影响

4.4显微结构的影响

4.5气蚀磨蚀的机理

4.6潜油电泵其它腐蚀情况

第五章高含气潜油电泵的改进

5.1电泵吸入口处的含气率界限及确定方法

5.2离心泵的设计原理

5.3减少气蚀的诱导轮设计

5.4防气结构的改进

第六章结论

参考文献

致谢

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