高含气油井潜油电泵系统设计研究

摘要

目前国内开发的电潜泵井采油系统优化设计软件重点解决电潜泵井系统选型优化及生产管理问题，由于软件开发单位对电潜泵原理及设计过程缺乏深入了解，因此，开发的软件只解决了系统的选型与一般优化问题。　　本文首先对潜油电泵基础理论和潜油电泵系统设计的一般流程进行了论述，重点针对高含气井潜油电泵系统设计的主要流程和特点进行了分析和研究，主要内容包括产能预测、多相流计算、泵挂深度的确定、离心泵参数设计、粘度修正、部件选型等，中高含气井离心泵的设计必须与电潜泵油井系统参数设计相结合。作者开发了相应的计算机程序，并给出了设计计算实例，程序可解决高含气井潜油电泵系统设计一般问题。

目录

文摘

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论文说明：符号说明

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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本论文的主要研究内容

第二章潜油电泵的基础理论

2.1潜油电泵的系统组成和基本原理

2.1.1潜油离心泵

2.1.2分离器

2.1.3保护器的主要功能

2.1.4潜油电机

2.2多级离心泵的工作理论

2.2.1液体在叶轮中的运动

2.2.2离心泵的基本能量方程式

2.2.3离心泵的功率

2.3离心泵的特性曲线

2.3.1理论压头-流量曲线

2.3.2实际压头-流量曲线

2.3.3特性曲线的应用

2.4转速改变对离心泵特性参数的影响

2.4.1离心泵的相似理论

2.4.2离心泵特性参数与转速的关系

2.5离心泵的比转数

2.6潜油离心泵轴向力的卸荷原理分析

2.6.1潜油离心泵叶轮的轴向力

2.6.2潜油离心泵的受力分析

2.6.3潜油离心泵轴向力的卸荷

2.6.4确保潜油离心泵轴向力可靠卸荷的条件

第三章潜油电泵的系统设计

3.1油井资料收集

3.2产能预测

3.2.1油井流入动态曲线

3.2.2单相渗流时的产能预测

3.2.3多相渗流时的产能预测

3.3确定泵的总扬程

3.4选择泵型，设计泵

3.4.1选择泵型

3.4.2设计泵

3.5设计配套部件参数

3.5.1选择电机规格型号

3.5.2选择电缆规格型号

3.5.3确定地面电压

3.5.4确定控制屏和变压器规格

3.5.5选择其它附属设备

第四章高含气井潜油电泵的系统设计

4.1气体对潜油电泵的影响

4.1.1气体对过流部件的空蚀作用

4.1.2硫化氢、二氧化碳的腐蚀作用

4.1.3气体对潜油电泵特性参数的影响

4.2井筒多相流压力梯度和气液比计算

4.3对气体的计算

4.4泵挂深度的确定

4.5油管多相流体的压力梯度计算

4.6泵内多相流体的压力梯度、气液比计算及泵的设计

第五章潜油电泵系统粘度修正

5.1含气含水量对原油粘度的影响

5.1.1多相混合物的粘度

5.1.2粘度对泵性能的影响

5.2稠油井潜油电泵系统设计参数的修正

第六章电机参数选择，电机温升及散热设计

6.1电机功率的选择

6.2电机温升的计算

第七章设计计算程序的实现及实例分析

7.1设计计算程序的实现

7.1.1多相流参数计算子程序

7.1.2计算天然气气体压缩系数Z的子程序

7.2设计计算实例

7.2.1油井基本数据及期望值

7.2.2产能预测

7.2.3确定泵挂深度

7.2.4确定离心泵主要参数

7.2.5潜油电泵系统设计结果

第八章结论

参考文献

附录1井筒多相流基本压降公式及流态划分

附录2计算天然气气体压缩系数Z的DRT方法

附录3计算机程序设计说明书

附录4计算机程序操作说明书

致谢