液压往复式稠油采油系统的研究

论文摘要

本文是辽河油田十一五重点科技支持项目。通过对目前辽河油田生产情况进行分析,得出大部分早就进入稠油开采阶段,常规的曲柄平衡游梁式抽油机很难满足油田采油现状,结合油田的实际情况,设计出液压往复式稠油开采装置以适应当前油田的需要。液压稠油开采是一种全新的原油开采方式,能同时实现原油的提升和加热。其最重要的特点是用液压马达驱动采油泵将原油举升到地面,动力液将热量从地面上的液压站带到井下,使稠原油被加热降粘,而动力液管随井管一同安装,可减少故障环节,简化工艺流程,不仅适用于稠油区块的开采,更有望取代磕头机等传统的机械采油设备。本课题做的主要的研究如下：1对液压往复式稠油开采装置的液压原理、系统流程及性能特点进行了分析,并估算了其经济优势和节能特点；简述了全液压稠油开采装置系统中最为重要的采油机组的结构及其特点,并进行了计算；分析了地面变量柱塞泵和井下摆动马达组成的液压回路的特性。2分析了往复式采油系统的可行性,包括液压方式的实现及系统加热功能的分析和估算。从系统分析中,可以看出系统的管道压力损失是比较大的,但井下液压马达和采油泵的工作压力只到中压,因而完全可以实现用液压的方式提采原油；对采油系统中的热传导进行了简要的分析和估算,并得出了采油系统具有相当大的加热功能这一重要结论,为往复式采油系统的可行性提供了可信的明证。3通过理论分析确定了系统结构尺寸的范围,为设计提供一个方向；并对换向阀结构提出了改进,解决了其出现的换向冲击的问题,改善了系统的稳定性,提高了其使用寿命；建立系统的数学模型,作出了传递函数及其框图。4对系统进行动态分析及仿真,并进行了性能分析；通过调节参数来改善系统的性能,达到系统的稳定。通过仿真知道了改变某些尺寸会改变系统的性能,对系统的优化设计提供了一个优化方向。论文最后对本课题进行了总结和分析,并对下一步工作提出了建议和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 稠油开采方法的现状与研究发展
• 1.2.1 用表面活性剂来开采稠油
• 1.2.2 改进的蒸汽法
• 1.2.3 利用微生物强化采油
• 1.2.4 井下催化反应法
• 1.3 课题的来源和意义
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 课题的意义
• 1.4 课题研究的主要内容及工作
• 第二章 液压往复式稠油采油系统的原理与设计
• 2.1 采油机现状
• 2.2 液压往复式稠油采油系统原理
• 2.2.1 液压原理图
• 2.2.2 机组的系统组成
• 2.2.3 液压往复式稠油采油系统工艺流程
• 2.3 液压往复式稠油采油系统采油机组设计
• 2.3.1 采油机组的结构与工作原理
• 2.3.2 机组的参数
• 2.4 泵—马达回路静态特性
• 第三章 采油系统的可行性分析
• 3.1 引言
• 3.2 计算的已知条件和原始参数
• 3.3 系统可行性相关计算
• 3.3.1 液压系统相关计算
• 3.3.2 热学估算
• 第四章 采油系统数学建模与分析
• 4.1 液压系统建模简介
• 4.2 换向阀的模型分析
• 4.2.1 换向阀工作时开口量的模型分析
• 4.2.2 滑阀工作时封油段长度的模型分析
• 4.2.3 滑阀阀体孔和阀芯轴向尺寸模型确定
• 4.2.4 换向阀的改进
• 4.3 采油系统的数学模型
• 4.3.1 动力模型
• 4.3.2 结构方块图
• 第五章 系统的动态分析与仿真
• 5.1 液压系统动态分析方法介绍
• 5.2 采油系统参数选择计算
• 5.3 缸体的仿真分析
• 5.4 采油系统的动态分析及仿真
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢