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1、一一 要保持较高的泵效和系统效率要保持较高的泵效和系统效率 保持较高的泵效是保持较高的系统效率的前提，一般情况下（油井产能能够通过计算进行预测），泵效能够通过供、排协调的计算求得。但对某些情况，泵效不能通过计算求得，这种情况，泵效一般按65左右考虑（使用直接给定法设计时要注意这一点）。泵挂深、沉没度小、参数大、气量大、油稠等情况，泵效可能低一点；反之则高。第1页/共45页 电泵井的沉没度可大一些，按300500米考虑，油井的产液量接近电泵最高效率点时的排量。同时还需要考虑油层的供液特征、井液性质等因素，可适当的加以修正。注水开发的油田，油层能量相对稳定，沉没度过大、过小都是不利的；沉没度过小，
2、影响充满程度，适应油层能量变化的能力差；沉没度过大，一方面说明油层能量还没有充分发挥，另一方面费电、费材，增大事故出现的机率。第2页/共45页 电动潜油泵作为一种新的机械采油设备，由于它具有排量大，在51/2套管中可达7003/，适应中高排液量、高凝油、定向井、中低粘度井，扬程可达2500，井下工作寿命长、地面工艺简单、管理方便、经济效益明显等特点，近十多年来在油得到了广泛应用，是油田长期稳产的重要手段之一。二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定二、电潜泵井优化设计技术参数的界定 第3页/共45页（一）、选泵设计时遵循的基本原则（
3、一）、选泵设计时遵循的基本原则 1、要确保油井的产液量在电泵的最佳排量范围之内，尽可能的接近最高效率点的排量（额定排量），以保证较高的系统效率，同时导叶轮也不易磨损。第4页/共45页（一）、选泵设计时遵循的基本原则（一）、选泵设计时遵循的基本原则 2 2、设计沉没度考虑在、设计沉没度考虑在300500300500米之间，一般按米之间，一般按400400米考虑。沉没度过大，对油井正米考虑。沉没度过大，对油井正常生产并没有多大的好处，而且会增大倒井的机率。沉没度过大对电泵井的负面影响也常生产并没有多大的好处，而且会增大倒井的机率。沉没度过大对电泵井的负面影响也是十分严重的。一方面浪费油管、电缆；其
4、次，电泵井的检泵周期除与机组的自身质量、是十分严重的。一方面浪费油管、电缆；其次，电泵井的检泵周期除与机组的自身质量、施工质量、电力系统的影响等因素有关外，影响机组的使用寿命的另一个重要因素就是施工质量、电力系统的影响等因素有关外，影响机组的使用寿命的另一个重要因素就是机组工作时的环境温度机组工作时的环境温度(液量对机组、电缆寿命的影响，最终也体现在温度上液量对机组、电缆寿命的影响，最终也体现在温度上)。一般情。一般情况下，每超过其额定（许用）工作温度况下，每超过其额定（许用）工作温度1010度，其使用寿命就会降低一半。低饱和、低油度，其使用寿命就会降低一半。低饱和、低油气比的电泵井，排液量（
5、及排量效率）与沉没度没有多大的关系，主要取决与油层的供气比的电泵井，排液量（及排量效率）与沉没度没有多大的关系，主要取决与油层的供液能力和机组的排出能力，并不是说沉没度大了就能多产油。液能力和机组的排出能力，并不是说沉没度大了就能多产油。设计过程中，保持一定的设计过程中，保持一定的沉没度，主要是担心对油层的产能情况认识的不是很清、以及油层产能发生变化而做的沉没度，主要是担心对油层的产能情况认识的不是很清、以及油层产能发生变化而做的考虑。考虑。第5页/共45页 3 3、在套管尺寸许可的情况下，尽可能选用直径较大的电泵机组。一方面直径较、在套管尺寸许可的情况下，尽可能选用直径较大的电泵机组。一方面
6、直径较大的机组，制造成本比较低、价格也比较低；另一方面，性能也比较好。首先要保证大的机组，制造成本比较低、价格也比较低；另一方面，性能也比较好。首先要保证机组能够下到预定的位置。一般情况下，在机组能够下到预定的位置。一般情况下，在51/251/2套管的直井中，泵外径为套管的直井中，泵外径为98mmm98mmm、潜油电机外径为、潜油电机外径为116mm116mm的机组能够下到预定位置。的机组能够下到预定位置。4 4、潜油电机的选择应考虑：选用的电机功率应略高于所需的电机功率（电机的制、潜油电机的选择应考虑：选用的电机功率应略高于所需的电机功率（电机的制动功率）。动功率）。5 5、稠油（粘度大于、
7、稠油（粘度大于2000mpa.s2000mpa.s）井、出砂井、结垢严重的井，尽可能不要选择下）井、出砂井、结垢严重的井，尽可能不要选择下电泵生产。电泵生产。6 6、“斜井斜井”、“狗腿度狗腿度”比较大的井，下电泵要慎重。要求查看井斜数据，下机比较大的井，下电泵要慎重。要求查看井斜数据，下机组前要进行通井，确保机组能够在不受损伤的情况下，下到预定位置。机组的下入深组前要进行通井，确保机组能够在不受损伤的情况下，下到预定位置。机组的下入深度应尽可能的避开造斜点的位置，以避免因卡轴而烧毁机组。采用小直径的电泵机组，度应尽可能的避开造斜点的位置，以避免因卡轴而烧毁机组。采用小直径的电泵机组，有利于机
8、组顺利通过造斜点。有利于机组顺利通过造斜点。第6页/共45页（二）、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题（二）、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题（二）、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题（二）、选用电动潜油泵抽油应注意的几个问题 （1 1）油井含气量大，会降低泵效，损坏泵的叶轮和导轮。）油井含气量大，会降低泵效，损坏泵的叶轮和导轮。根据离心泵的工作特点，在工作介质为气液两相的情况下，泵的排量、压头根据离心泵的工作特点，在工作介质为气液两相的情况下，泵的排量、压头和效率都会明显下降。在含气量高到一定程度时，叶轮流道大部分空间被气体所占和效率都会明显下降。在含气量高到一定程度时，叶轮流道大部分空间
9、被气体所占据，使离心泵不能排出液体。一般情况下，进泵气液比要小于据，使离心泵不能排出液体。一般情况下，进泵气液比要小于10%10%。当气体影响电泵工作的主要原因是离心泵叶轮在气液两相介质工作时，气体分当气体影响电泵工作的主要原因是离心泵叶轮在气液两相介质工作时，气体分离出来后，在叶轮和导壳中产生涡流。这些气泡一方面占据了流道体积，使液体排离出来后，在叶轮和导壳中产生涡流。这些气泡一方面占据了流道体积，使液体排量减少，另一方面，气体使混合液体密度降低，离心力减小，从而降低了泵的扬程。量减少，另一方面，气体使混合液体密度降低，离心力减小，从而降低了泵的扬程。严重时会造成气锁排不出液体，并产生气蚀现
10、象，损坏叶轮和导轮。严重时会造成气锁排不出液体，并产生气蚀现象，损坏叶轮和导轮。为减少气体影响，在泵吸入口处应安装油气分离器，同时保持在一定的沉没度下为减少气体影响，在泵吸入口处应安装油气分离器，同时保持在一定的沉没度下生产，一般要求沉没度为生产，一般要求沉没度为300-500300-500。第7页/共45页 （2 2）电泵应下在油井射孔井段顶部以上电泵应下在油井射孔井段顶部以上。因电机在。因电机在运行中会发热，要依靠离心泵排出的液量将电机产生的运行中会发热，要依靠离心泵排出的液量将电机产生的热量充分带走。将电动潜油泵置于油层以上位置，产出热量充分带走。将电动潜油泵置于油层以上位置，产出的井液
11、可以全部流经电机，起到冷却电机的作用，不至的井液可以全部流经电机，起到冷却电机的作用，不至于使电机温度过高，破坏电机绝缘而缩短电机使用寿命。于使电机温度过高，破坏电机绝缘而缩短电机使用寿命。因此，油井产量越大，电机散热条件越好，对电动潜油因此，油井产量越大，电机散热条件越好，对电动潜油泵越有利。根据使用经验，一般在电机周围的液流速度泵越有利。根据使用经验，一般在电机周围的液流速度达到达到0.30.3/s/s 以上，即可保证电机冷却。以上，即可保证电机冷却。若电动潜油泵机组下至油层以下，需另加导流护罩，若电动潜油泵机组下至油层以下，需另加导流护罩，以便使井液流经电机。以便使井液流经电机。第8页/
12、共45页 （3 3）电动潜油泵最长运行时间应根据电机和电缆的绝）电动潜油泵最长运行时间应根据电机和电缆的绝缘电阻检查情况而定。新电动潜油泵机组下入油井后，缘电阻检查情况而定。新电动潜油泵机组下入油井后，电机和电缆绝缘电阻应在电机和电缆绝缘电阻应在200M200M 以上。随着电动潜油以上。随着电动潜油泵工作时间的增长，绝缘电阻会逐渐下降，绝缘电阻最泵工作时间的增长，绝缘电阻会逐渐下降，绝缘电阻最低界限值可根据电机电压等级而定。一般不宜低于低界限值可根据电机电压等级而定。一般不宜低于50 50 MM。(4)(4)原油粘度大，会降低泵的扬程，减少泵的排量，使原油粘度大，会降低泵的扬程，减少泵的排量，
13、使泵效降低泵效降低 因此，对于电动潜油泵这种昂贵的采油设备，应尽量因此，对于电动潜油泵这种昂贵的采油设备，应尽量选择选择油层温度低、供液充足、不出砂、不结垢、气量少、油层温度低、供液充足、不出砂、不结垢、气量少、原油物性好原油物性好等条件较优越的井，以便延长电动潜油泵的等条件较优越的井，以便延长电动潜油泵的使用寿命，充分发挥电动潜油泵的采液能力，提高电动使用寿命，充分发挥电动潜油泵的采液能力，提高电动潜油泵使用的经济效益。潜油泵使用的经济效益。第9页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点 优化设计的目的优化设计的目的就是要择与油井特性相适应的就是要择与油井特性相适应的抽汲设备和参数，按选定
14、方案施工，以便充分发挥抽汲设备和参数，按选定方案施工，以便充分发挥油层和抽汲设备的潜力，使油井在高产量、高效益油层和抽汲设备的潜力，使油井在高产量、高效益下安全生产。下安全生产。对于对于电泵井电泵井，主要用来选择泵型号、叶导轮级数、，主要用来选择泵型号、叶导轮级数、电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需电机、电缆、控制屏、变压器、油咀以及地面所需的电压等。的电压等。第10页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点判断某一采油方案是否合理，一般要看以下几个方面：判断某一采油方案是否合理，一般要看以下几个方面：1 1 1 1、在在现现有有技技术术条条件件许许可可的的前前提提下下,是是否否能
15、能够够满满足足油油井井的的排排液液要要求求,，油油井井能能否否长长期、稳定的多产油。期、稳定的多产油。2 2 2 2、一一次次性性的的投投入入是是否否最最低低。杆杆、管管、泵泵以以及及其其它它的的一一些些采采油油设设备备的的投投入入是是否否最最经济。经济。3 3 3 3、生产维护成本（主要指吨油耗电）是否最低。是否能够保持较高的系统效率。、生产维护成本（主要指吨油耗电）是否最低。是否能够保持较高的系统效率。4 4 4 4、能否满足油井正常生产的安全需要，油井能否维持较长的检泵周期。、能否满足油井正常生产的安全需要，油井能否维持较长的检泵周期。以上几点，相互联系又相互制约，只有综合考虑才能取得较
16、好的开采效果。以上几点，相互联系又相互制约，只有综合考虑才能取得较好的开采效果。第11页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点 一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，比较适合现场应用比较适合现场应用 一方面一方面：该系统的各部分都采用了较为先进的数学模型与计算方法，以保：该系统的各部分都采用了较为先进的数学模型与计算方法，以保证较高的计算精度，证较高的计算精度，理论上的具有一定的先进性：理论上的具有一定的先进性：（产能预测是以广义（产能预测是以广义IPRIPR方法方法为基础，同时充分考虑到现场中的使用条件，根据可录取的资料情况，采用
17、多种为基础，同时充分考虑到现场中的使用条件，根据可录取的资料情况，采用多种方式预测油井的产能；流体在井筒中的流动以及在油管中的流动为多相垂直管流方式预测油井的产能；流体在井筒中的流动以及在油管中的流动为多相垂直管流（有杆泵井泵上油管内的流动为多相垂直环空流），其压力分布用目前被广泛应（有杆泵井泵上油管内的流动为多相垂直环空流），其压力分布用目前被广泛应用且较为精确的用且较为精确的orkiszewkiorkiszewki方法进行计算；各种机械采油方式井排出动态的描述方法进行计算；各种机械采油方式井排出动态的描述与计算，也都采用了较为先进的数学模型和计算方法）与计算，也都采用了较为先进的数学模型和
18、计算方法）;第12页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点 一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，比较适合现场应用比较适合现场应用 另另一一方方面面，充充分分注注重重与与矿矿场场实实际际相相结结合合，对对于于经经典典的的计计算算方方法法与与矿矿场场实实际际不不相相符符合合的的部部分分进进行行了了必必要要的的修修正正，对对于于理理论论与与实实际际相相脱脱节节的的部部分分进进行行了了补补充充和和完完善善。例例如如：软软件件所所需需要要的的基基础础资资料料的的录录取取、产产能能预预测测方方式式的的多多样样性性、设设计计方方式式的的多多样样
19、性性、对对采采油油设设备备及及工工具具的的可可维维护护性性、稠稠油油低低温温段段粘粘度度的的计计算算等等，都都体体现现了了这这种种思思想想。软软件件不不苛苛求求改改变变现现有有的的管管理理模模式式和和基基础础资资料料状状况况，而而是是从从自自身身的的角角度度来考虑适应这种状况，有良好的包容性，来考虑适应这种状况，有良好的包容性，比较适合现场应用。比较适合现场应用。第13页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点 一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，一、该系统注重将先进的技术理论与矿场实际相结合，比较适合现场应用比较适合现场应用 界面十分友好的进行编程，在Windows环境下运行，
20、操作十分方便。能够用、方便的出设计，直接打印出采油工艺设计表。特别是软件对设计管柱、施工预算、施工技术要求等部分都进行了很好的处理，所以，操作起来十分方便，操作熟练后，要比手工出设计快。第14页/共45页软件的功能与特点软件的功能与特点二、该软件采用多种方式预测油井的产能 设设计计过过程程中中需需输输入入计计算算机机的的油油井井的的基基础础数数据据，现现场场中中都都比比较较容容易易录录取取。对对现现场场中中难难于于录录取取到到的的静静压压资资料料，要要求求的的并并不不是是十十分分苛苛刻刻。软软件件甚甚至至对对一一些些没没有有输输入入的的数数据据设设定定了了默默认认值值（如如：油油层层温温度度不
21、不输输入入时时，按按温温度度梯梯度度和和油油层层中中深深进进行行计计算算，一一些些流流体体物物性性参参数数没没有有输输入入时时，取取油油田田或或区区块块的的平平均均值值），大大大大增增强强了了软软件件的的鲁鲁棒棒性性。软软件件可可根根据据录录取取到到油油井井的的基基础础数数据据情情况况，采采用用多多种种方方式式预预测测油油井井的的产产能能，同同时时保保留留了了传传统统的的设设计计方方法法（人人为为预预测测产产能能，直直接接对对排排出出系系统统进进行设计）。行设计）。基本上绝大多数井都能够用该软件进行设计。基本上绝大多数井都能够用该软件进行设计。第15页/共45页1 1、广广义义IPRIPRIP
22、RIPR方方法法静压一组生产数据第16页/共45页2 2 2 2、根根根根据据据据两两两两组组组组生生生生产产产产数数数数据据据据前期生产数据前期生产数据前期生产数据前期生产数据目前生产数据目前生产数据目前生产数据目前生产数据第17页/共45页2 2 2 2、根根根根据据据据两两两两组组组组生生生生产产产产数数数数据据据据第18页/共45页3 3、根根据据套套压压静静液液面面及及一一组组生生产产数数据据静液面静液面一组生产数据一组生产数据一组生产数据一组生产数据静态数据静态数据第19页/共45页4 4 4 4、经经经经验验验验预预预预测测测测法法法法两组生产数据相互两组生产数据相互两组生产数据
23、相互两组生产数据相互矛盾矛盾矛盾矛盾 针对那些前后数据矛盾、新井、改层生产的井、基础数据不全的井。人为的输入一个设计产液量、对应动液面，直接对排出系统进行设计。第20页/共45页三、设计方式的多样化三、设计方式的多样化电潜泵井生产系统的优化设计可采用用三种方式进行 第一种为常规的设计方式（第一种为常规的设计方式（确确定级数法定级数法），其核心内容为：设计），其核心内容为：设计人员根据油层的供液能力，确定泵人员根据油层的供液能力，确定泵型、泵深及油井的产液量，由计算型、泵深及油井的产液量，由计算机计算出所需的泵叶轮级数。机计算出所需的泵叶轮级数。第21页/共45页第22页/共45页第23页/共4
24、5页第24页/共45页对对于于熟熟悉悉电电潜潜泵泵采采油油的的设设计计者者来来说说，当当油油井井高高含含水水、油油不不稠稠、气气不不大大（这这种种情情况况对对电电泵泵的的特特性性影影响响较较小小）时时，比比较较容容易易判判断断设设计计及及预预测测结结果果是是否否正正确确。近近似似的的判判别公式为别公式为:电泵产生的压头电泵产生的压头=举升流体的高度举升流体的高度+油压折算的高度油压折算的高度+磨阻损失磨阻损失第25页/共45页 设计人员会发现：电潜泵井生产系统优化设计软件主窗体下面的一排按钮，是非常的实用和方便的 第26页/共45页第27页/共45页第28页/共45页软件能够十分方便的做出电潜
25、泵井的“采油工艺设计表”第29页/共45页第30页/共45页三、设计方式的多样化三、设计方式的多样化 即：设计人员根据预测的油即：设计人员根据预测的油井产能情况，输给计算机一个完井产能情况，输给计算机一个完整的设计方案，由计算机预测出整的设计方案，由计算机预测出这一方案的结果，由此来判断这这一方案的结果，由此来判断这一方案是否可行。一方案是否可行。第二种为方案预测法：第31页/共45页第32页/共45页第33页/共45页第34页/共45页三、设计方式的多样化三、设计方式的多样化即：设计人员根据预测的油井产能即：设计人员根据预测的油井产能情况，选择泵型，输入设计油压以情况，选择泵型，输入设计油压
26、以及一些限定条件（如：沉没压力、及一些限定条件（如：沉没压力、泵吸入口油气比等），软件根据所泵吸入口油气比等），软件根据所限定的条件自动确定泵深以及导叶限定的条件自动确定泵深以及导叶轮级数，并进行电力系统的计算轮级数，并进行电力系统的计算。第三种为限定条件法：第35页/共45页第36页/共45页第37页/共45页第38页/共45页四、该系统为采油设备、工具的技术参数提供了维护功能 采油的设备、工具的技术参数，都被录入到特定的数据库中，不需改动源程序就能对各种机械采油设备、工具的技术参数进行添加、修改和删除。第39页/共45页 四、该系统为采油设备、工具的技术参数提供了维护功能 电潜泵井优化设计
27、软件技术参数维护电潜泵井优化设计软件技术参数维护第40页/共45页六、该系统充分经过了实际应用的考验 该该该该系系系系统统统统的的的的开开开开发发发发、应应应应用用用用、改改改改进进进进和和和和完完完完善善善善经经经经过过过过了了了了一一一一个个个个漫漫漫漫长长长长的的的的过过过过程程程程，到到到到目目目目前前前前已已已已有有有有十十十十多多多多年年年年的的的的时时时时间间间间，在在在在实实实实际际际际应应应应用用用用过过过过程程程程中中中中发发发发现现现现问问问问题题题题，不不不不断断断断的的的的进进进进行行行行改改改改进进进进、完完完完善善善善和和和和提提提提高高高高。有有有有比比比比较较
28、较较高高高高的的的的“成成成成熟熟熟熟度度度度”。该该系系统统设设计计与与预预测测的的结结果果与与国国内内外外较较为为先先进进的的同同类类软软件件设设计计与与预预测测的的结结果果是是一一致致的的或或接接近近的的，而而且且操操作作要要更更为为方方便便，更更为为适适合合国国情情；该该该该系系系系统统统统已已已已经经经经被被被被大大大大范范范范围围围围的的的的推推推推广广广广应应应应用用用用，实实实实际际际际应应应应用用用用了了了了数数数数百百百百井井井井次次次次，能能能能够够够够被被被被广广广广大大大大的的的的基基基基层层层层技技技技术术术术人人人人员员员员所所所所掌掌掌掌握握握握，充分说明了该系
29、统的适用性、可靠性。充分说明了该系统的适用性、可靠性。充分说明了该系统的适用性、可靠性。充分说明了该系统的适用性、可靠性。第41页/共45页推广应用情况推广应用情况20012001年，“电潜泵生产系统优化设计”软件得到了大范围的推广应用，累计应用了107107井次，取得了良好的应用效果，20012001年电泵井的平均检泵周期比20002000年延长6565天。第42页/共45页结结 束束 语语 使用“电泵井采油生产系统优化设计”软件，对油井生产系统进行优化设计，是实现油井管理由经验型向科学管理型转变的一种重要手段，其突出的特点是投入少、收效大。其重要性是显而易见的，所以从事这方面的研究及软件开发的单位、人员也比较多。只有那些将先进的技术理论与矿场实际结合起来，充分经过实践的检验、在实际应用过程中不断的进行改进、完善和提高而形成的比较先进、适用、可靠的软件，才有可能被大范围的推广应用，从而取得良好的应用效果。第43页/共45页第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页