• / 23
  • 下载费用:1 积分  

电潜泵选型计算-1

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
0 电潜泵选型计算 编译 :吴成浩 一九九四年八月 1 目 录 一 . 粘度对电潜泵性能的影响 A. 泵送粘性液体时八大基本运算步骤 B. 举例说明泵送稠油时 ,各种校正系数的使用方法 二 . 用于高含水井的电潜泵选泵程序 三 . 确定油井的产能方法 A. B. (流入特性关系曲线法 ) 四 . 现场确定油井产能的简易方法 五 . 计算泵的实际有效功率 六 . 补充说明 2 一 . 粘度对电潜泵性能的影响 电潜泵在泵送粘性液体时,较之泵送水来,其扬程、排量和效率都要下降,而功率则上升。 但是,目前,粘度对电潜泵性能所产生的全部 影响尚没弄清。现在各厂家都根据自己的泵在各种不同粘度条件下进行试验后,分析出不同粘度对泵造成的性能影响,并相应的作出若干组修正图表。 下面所讲的电潜泵在泵送粘性液体条件下的选泵程序,只是个近似值。但是,这种选泵程序,对于大多数泵的使用目的来说具有足够的精确度。如果不考虑粘度影响,将会大大影响泵的工作性能。 实践证明,原油含水的多少,将会直接影响液体粘度的大小。 根据过去的经验,当原油中含水为 20%,其粘度值为原来单一原油粘度的 2 倍 。比如说,如果原油原来的粘度为 200含水为 30%时,则实际的混合液的粘度可能会超过 500 目前尚没有找到原油随着含水上升的多少粘度相应增加多少倍的标准计算公式。因此,在泵送粘性液体时,通常都是先按水的特性,对泵进行选型计算,然后再利用有关的修正系数对上述计算结果进行校正。 但是,在泵送极高粘度液体时,为了选择最佳性能的泵,必须进行实验室试验。 A. 泵送粘性液体时八个基本运算步骤 1、 按泵送水时的计算方法,计算泵的总压头; 2、 通过试验或按照下面的图 1,计算出在地层条件下脱气 原油的粘度; 3、 通过试验或按照下面的图 2,将上述脱 气原油粘度校正 为气饱原油粘度; 3 4、 把上述粘度单位( 根据图 3 转换成 粘度单位 ; 5、 根据含水多少以及在某种含水条件下粘度增加的倍数,对上述第 4 步中的粘度继续进行校核(见图 4); 6、 参照表 1 和表 2 的校正系数,对已知的总压头、排量、制动马力以及效率进行修正; 7、 根据上述第 6 步的结果选择合适的泵、马达; 8、 选择合适的其他设备,如电缆、控制柜、变压器等; B. 举例说明泵送稠油时,各种校正系数的使用方法 (注:假如该泵已事先按照泵送水时的基本计算方法, 将其扬程、排 量计算出来 ) 油井基本数据和已知条件如下: a、 油井数据:套 管 ——— 7”, 23#/产油管 —— 52002” 孔 段 —— 5300~5400挂深度 —— 5200液面高度 — 泵以上 200FT b、生产数据 井口压力 —— 50 —— 50 : 1(标准英尺 3 /桶) 井底温度 —— 130° F 需要的排量 (按水计算) —— 1700 桶 /天 (即 270 方 /日) 需要的总扬程 (按水计算) —— 5215FT c、液体数据: 原油比重 —— 16° 水 率 —— 30% 水 比 重 —— 体步骤如下: 1、 根据已知条件( 6°, 130° F),从图 1 查得脱 4 气原油的粘度为 140 2、 根据已知条件( 50及 上述的 140从图 2将上述脱气原油的粘度 140正为饱和原油条件下的原油粘度值 65 3、 根据图 3 查得 65件下,对应的塞氏粘度为 400 4、 根据图 4,查得在含水为 30%时粘度校正系数为: 因此,当含水为 30%时,混合液的实际粘度值 为: 400 × 1120 1000、 根据表 1 和表 2,查得排量、扬程和制动马力的校正系 数分别为: 排量校正系数为 —— 程校正系数为 —— 力校正系数为 —— 注: 1)0%时,查表 2。泵效为 60%时,查表 1。 2)0%的校正系数 3).‘ G’为混合液体在泵送温度条件下的比重。 因此,使用上述校正系数后,其结果为: 总扬程 H 总 =5215/208排量 Q 总 =1700/048 桶 /天 然后,根据泵水的特性曲线,选择合适的泵机组。 从图 5 上可以 看出,当排量为 2048 桶 /天时(以校正后的排量为准),基本上是处于最高效率点‘ A’。因此,我们以此泵特性曲线为准来计算其他有关参数。 从‘ A’点向上作垂线交于‘ B’点,再从“ B”点向左作平行线交于“ C”,得该种型号的泵每级的压头为 尺 /级。然后,再根据上述校正后的总压头( 6208及每级的压头( ),求出该种型号的泵的总级数为:6208/39(级)。 又从图 5 上可以查得,每级的制动马力为 此,该泵所需要的总的制动马力为: 5 139(级) ×(马力) × 64: 他设备的选择(比如电缆、控制柜、变压器等)即可根据总的功率( 164参考有关资料逐一选择。 6 二 . 用于高含水井的电潜泵选泵程序 (选泵基础) 注:选泵前,首先必须收集如下的基本资料。 1. 油井数据: a. 套管尺寸 b. 生产油管尺寸(外径、内径、扣型) c. 射孔段深度 d. 泵挂深度(垂深和斜深) 2. 生产数据: a. 井口回压; b. 目前的日产量; c. 生产液面的位置或泵挂 处的吸入压力; d. 目前油层静压; e. 下泵后,希望的生产率是多少; f. 井底温度; g. 油气比; h. 含水率。 3. 油井液体条件 a. 水比重; b. 原油比重 c. 气体比重 d. 泡点压力 e. 原油粘度 f. 据 4.动力源 a. 电源电压值是多高; b. 电源频率( 50Hz 0 c. 动力源稳定供电能力 5. 可能的问题 a. 是否出砂 7 b. 有否腐蚀性物质存在 c. 有蜡否 d. 是否存在乳化现象 e. 气液比是否在允许的范围内 f. 井底温度是否适宜 举例计算: 1.油井数据 a、套 管 —— 5 1/2”, 17#/f b、油 管 —— 2 3/8”c、射 孔 段 —— 1250~1300m d、泵挂深度 —— 1225m(直井) 2.生产数据: a、井口压力 —— 5kg/b、目前的产量 —— 125 方 /天 c、泵吸入口处压力 —— 45kg/注:即在 125 方 /天下的泵入口处的流压) d、油层静压 —— 75kg/e、井底 温度 —— 60℃ f、油 气 比 —— 10m3/m3 g、含 水 率 —— 90% h、下泵后要求的产液量 —— 150 3. 油井条件: a、水 比 重 —— b、原油比重 —— 0° ) c、天然气比重 —— 无气(忽略) d、泡点压力 —— 无资料 e、原油粘度 —— 无资料 4. 动力源: a、电源电压 —— 380V b、频 率 —— 50HZ c、动力源容量 —— 稳定供给 d、可能的问题 —— 无 8 分析: a、 由于本井的气液比很低( 1 根据油气比 10 水为 90%算得), 因此,游离气数量可以忽 略不计,而且,只考虑两相流通过生产管线。 b、 由于本井含水很高,因此不可能存在乳化现象,磨 阻损失可按水特性考虑。 具体步骤如下 : 1、决定泵吸入口处压力 因为本井含水很高,气液比又很低,因此,可获得 满意的 : 知的生产率 /(油层静压 流压) =125/( 75= /kg/a、 压力降 =希望的日产液量 /150/6kg/b、 在希望的日产液量下的井底流压 = 759kg/注: 39kg/油层中部的压力) 现在要将井底流压( 39kg/换算 到泵吸入口 处的压力,必须考虑液体从井底流到泵吸入口处沿途的 磨阻以及从油层中部到泵吸入口处的这段液柱所产生的 回压。由于这段距离很短,沿途磨阻可以忽略不计,只 考虑这段液柱所产生的回压值。又因为考虑到含水很高 , 我们以水的比重近似的代替混合液的比重: (混合液比重 = 从图 6 可以看出,油层中部至泵吸入口处的高度 为: 1275 m 1225m=50m 因此,回压则为: 回压 = (50×10=注:当水的比重为 ,则 液柱即可产生一个大气 压。) 所以,泵吸入口处的压力为: 39 9 2、求总的动压头: 首先必须求出在泵入口处以上的液柱高度: H = (0)/32m a、 动液面高度: 1225332=893( m) b、 将井口回压换算成压头: ( 5×10) /9m c、 求磨阻 查图 7 得: 00m 总磨阻为 =(225)/100=29m 因此,总的动压头为: H 总 =893+49+29=971( m) 3、 选泵(型号) 根据表 3,查得 泵(胜垂泵)可以满足 我们的排量要求( 150)。因此,我们选此种型 号的泵。 4、 选泵的级数和马力 (根据 150 方 /天排量) 在 泵特性曲线上(见图 8)查得该泵 , 每级扬程为 : 级的制动马力为: 此,所需的总级数为: 971/02(级) 但从表 4 上查得, 泵的标准级数为 209 级 ,与我们的要求( 202 级)相差不多,为了方便起 见,我们选 209 级。 计算最大制动马力: 查图 8 可知:根据 ,因此, 209 级所 需总的制动马力为 : 209×10 5、 选择保护器、马达 通常保护器、马达选用同一个系列号。 保护器部分所需要的功率,取决于泵的总的动压头高 低。 根据图 9 可查得,对于 400 系列泵和保护器,当 总的动压头为 971m 时,本保护器所需的制动马力 为 : 所以,该泵的总功率则为: 择合适的马达 : 根据已选择的泵的功率,再选马达。 因为所需的泵的功率值,往往并不一定和现有的标准 马达值一致,因此,一般情 况下,都要以现有的标准 马达值为准(通常比泵的功率稍微高一些即可)。 查表 5 得 42 450 系列马达比较接近泵的功率 此,我们选此种系列的马达为宜。 至此,主要部分已选择完毕,其他辅件,如电缆、 变压器、控制柜等,参考有关的资料可以很容易选 择。 11 三 . 确定油井的产能方法 在选泵之前,如果地质部门未有给出该井的产能曲线图,那么,我们在选泵之前还必须求出该井的产能曲线图。只有在根据该井的产能曲线图知道了该井的最大产能之后才能正确选择合适的泵。 确定油井产能有许多种方法,常用的有: 线法(即采液指数法)和 线法(即流入特性关系曲线法)。 前者适用于生产时流压高于泡点压力条件;后者适用于生产时流压低于泡点压力条件。 求采液指数 线的基本公式 : q J=    ) 式中 : q  (测试时获得的 )油井日产液量 , ; (在测试阶段时的 )油层静压 , 在日产液量为 q 时的井底流压 ,J  采液指数 , 例题 : 已知某井经过测试后获得如下一组数据: q= (750bb/d); 25 时的井底流压 (550 ( 1) 求采液指数 线 12 根据公式 (1)可知 ,当流压 时 ,产液量 q 为最 大产液量 将上述测试数据代入公式( 1)得: q     =      = 据公式 (1)可知 ,当 时 ,产量 q 即为最 大产量 此,该井的最大产量 94 该井的 线如图 10 所示。 (流入特性关系曲线法 ) 求 线的基本公式 : q 2   =  ) 式中 : q  (测试时获得的 )油井日产液量 , ; (在测试阶段时的 )油层静压 , 在日产液量为 q 时的井底流压 ,将上述测试数据代入方程( 2)即可算出该井的最大产能 2   =     = 13  99 方程 (2)为基本的沃格尔方程式。 根据方程 (2),只要求出数个产量点 可绘出如图10 所示的 线。 例题 : 田某井的油层静压为 142 个大气压 ,饱和压力为 117 个大气压。该井在某次测试时,当井底流压为102 个大气压时,日产液量为 178。据此,试求: 1) 2)若将井底流压降低到 92 个大气压 时日产液量将是多少 ? (1)q 2 根据 沃格尔方程式 :   =    因为已知 : 02, 42, q=178 102 102 2  178/  142 142 = (2)2 个大气压时的日产液量 q: q 2 根据 沃格尔方程式 :   =  14 为已知 : 2, 42, 01 92 92 2 q =401   =d 142 142 线求解 : 沃格尔方程已经演变出无因次的 线 ,因此我们只要事先获得某井 一组测试数据 ,然后 ,根据无因次 无因次 线如图 11 所示。 q 图是以   比值为横坐标,   比值为纵坐标作 出 . 用方法说明: 例题: 田某井的油层静压为 139 个大气压,饱和压力为 117 个大气压,前不久经过测试获得以下资料:当井底流压为 98 个大气压时,日产液量 183请据此求出: a. 该井的最大产能是多少? 0 个大气压时,日产液量将是 多少? 20,井底流压将是多少? 解: 15 98 根据已知数据求比值:   =   = 139 用这个比值从图 11 的纵坐标上找到相应的点 — O,然后从“ O”点向右作水平线交 于“ A”点,从“ A”点向下作垂线交于横坐标上的“ B”点。“ B”点处坐标值为 : q/ 因为在上述公式 q/, q 为已知数(q=183 ),所以 : 183   = 381 0 个大气压时的油井日产液量 90 根据已知数据求比值:   =   = 139 用这个比值从图 11 的纵坐标上找到相应的点 — O’,然后从 O’点向右作水平线交于 A’点,从 A’点向下作垂线交 于横坐标上的 B’ 点 , B’ 点 处 的 坐 标 值 为 q/ 因为公式 q/ 已知数 (81 ),所以 : q=8105 20时的井底流压 16 q 120 根据已知数据求比值:   =   = 381 用这个比值从图 11 的横坐标上找到相应的点 — C,然后从 C 点向上作垂线交于 D 点,从 D 点向左作平行线交于纵坐标上的 E 点 , E 点处的坐标值为 因为公式 , 39),所以 : 39大气压 ) 四 . 现场确定油井产能的简易方法 (适用于流压高于饱和压力油藏 ) 若在现场无法通过测试作业获得油井产量和压力数据时 ,我们可以用下面简单方法获得油井的近似最高产能,并且可以大致了解油井的静液面和动液面位置,这对现场操作人员掌握油井动态十分有利。 操作步骤如下: 泵),使液面恢复至静止状态。如果是 亏空井,在求产之前应把油管灌满液体; 闭出油闸门; 约一分钟左右) ; 即记录下井口压力表读数 ; 油闸门; 直到产量稳定为止 ; 闸门; 17 有气体存在时 ,井口压力 恢复得缓慢 )。这个压力值代表第 6 项测得的排量稳 定时的压力。 根据上述两个压力点,即可确定出油井的产能。如图 12 所示。 图中,闸门全关闭时泵所产生的压头用“ H”表示。地面表压用“ 示,静液面高度用 示。 在给定的排量下,闸门打开时泵所产生的压头和闸门全关闭时泵所产生的压头是一样的,都是“ H”。 注: 假如不考虑油管内的磨阻损失 — 事实上,对高含水井或者低粘度原油井,油管内的磨阻损失相对于总扬程来说所占的比例是比较小 的。 地面表压用“ 示 (注: 值是不相等的) 。动液面高度用 示。液体从静液面下降至动液面处的距离为 致相当于 图所示。这种关系可用下面公式表示:   K 式中, 定排量下的压力降,英尺; 面压力表的差值,磅 /英尺 2; K 数,每英尺高度液体在每平方 英寸面积上所产生的重量,磅; 磅 /英尺 2注: 压头(英尺) =           液体比重 kg/0 压头(米) =        液体比重 18 常用的 K 值如下:水为 水为 00油为 图中给出的数据是测试排量为 400 桶 /天时的压力降。从图中可以看出,当动液面降至 1000 英尺时该井可能达到的最大理论排量。 作该图时只用了两个测试点,便作出了压力降曲线。用不同的测试排量,可以获得更多的点,以便检查曲线的正确性。 五 . 计算泵的 实际有效功率 泵的名牌效率一般都比较高,但在现场实际应用中泵的有效功率到底有多大,泵运转的是否合理,可以通过计算泵的实际工作效率与泵的名牌效率进行比较来衡量。 基本公式: N 出 泵 实效 =   1) 3i电 N 入 ( =         2) 1000 Q混 =      3) 102 式中 N 出 泵的输出功率 N 入 泵的输入功率 19 V 机工作电压 I 机工作电流 机功率因素 电 电机效率 混 产液混合液比重( kg/ H 总 泵的实际总扬程( m) 日产液量( Q= 合液比重( kg/86400 例题: 某井下入雷达公司的电潜泵,日产液量为 539 吨,含水80%,动液面高度( H)为 607m,井口压力为 作电流为 49A,工作电压为 2000,功率因素 机效率 电 为 油比重 油 为 比重 水 1000kg/计算电潜泵的实际工作效率是多少? 解: 1、 计算轴功率(即输入功率) 3200049             =101 1000 2、 计算输出功率(即泵的有效功率) A. 先计算 混合液比重 混 混 =水 油 =100073kg/. 计算总扬程 H 总 =H 静 H 井口 H 磨 20 式中 H 静 =607m (已知 ); H 磨 =0 (忽略 ) 102     15.3 m 以, H 总 =607=m) 539000     73 Q混 97386400 根据公式 ,     =—————————— 102 102 =. 计算泵实际效率 N 出 泵 实效 =     =    = 44% 101 六 . 补充说明 1、 何谓‚伏安‛? 因为电压的有效值和电流的有效值之乘积大于实际功率值,这种功率称作“视在功率”,单位为“伏安”。如图所示。 3I 视在功率 ( =      1000 3电压 电流 或 视在功率( =       1000 21 3电压 电流  有效功率 ( =           1000 2、 功率因素 有效功率 功率因素 =       视在功率 注;有效功率可以用电能表直接测得;而视在功率必须用 电压表和电流表测得。 3、 泵的排量取决于:转速、叶轮尺寸、出口压力和液体性质。 4、离心泵的扬程取决于叶轮的圆周速度( H=u2/g)和泵的级数 . 5、泵的扬程与所泵送的液体的比重无关。 6、额定电流不相同的电机不能串联使用。 7、气 锁:如果井液中用大量的游离气存在,当游离气多到一定 程度,进到泵内的都是气体时,泵就会抽空,这种现象就叫 气锁。 8、气穴:由于液体进入泵叶轮后,流速加快,同时压力下降, 当压力下降到泡点压力以下时,液体会汽化,在泵中形成气 体段塞,当气体段塞进入到叶轮的高压区时,气体段塞被压 碎。此时,被压碎的气体段塞产生巨大的能量而破坏叶轮。 这种现象就叫气穴 9、泵应在厂家所推荐的最佳排量范围内运转。若实际排量超过 最佳排量范围上限,则上止推轴承加速磨损;若实际排量低 22 于最佳排量范围下限,则下止推轴承加速磨损;偏离得越多 , 上止推轴承或下止推轴承磨损得越快。 10、电潜泵机组下到井里后,井口电缆接到变压器上的电压值 不是电机名牌上的额定电压值,而是电机的额定电压值  电压降。若不考虑电压降,工作电流将超过额定电流,长 期工作对电机非常不利;有时甚至无法启动电机。 注:电压降的大小取决于电缆的下入深度。一般情况下, 每 100m 深度电压降为 10V。 11、一旦 泵的型号和泵的级数定了之后,就意味着泵的最大扬 程定了。在这种情况下,再增加多大的功率也不会增 加扬 程。
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:电潜泵选型计算-1
链接地址:http://oilwenku.com/p-2471.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,蜀ICP备11026253号-10
收起
展开