地面换向液力采油工艺研究

论文摘要

液力采油系统是利用液动机将液体能量转换为机械能驱动抽油泵抽油的一种采油系统。地面换向液力采油系统的动力液由地面泵站提供,经地面换向阀、油管传输到井下液动机驱动抽油泵抽油。本文通过对液力驱动采油系统的研究,对地面泵站、抽油机两种方式的动力液加压系统进行了适应性分析,优选出地面泵站液力驱动技术方案。在对液力采油系统的结构特点和工艺原理详细分析的基础上,对液力采油系统的地面设备、井下液动机、抽油泵及管柱组合形式进行了分析和优选,推导出蓄能器、液动机和抽油泵等关键设备参数的计算公式。在对井下液动机、抽油泵系统力学分析的基础上,建立了动力液压力计算模型。该模型综合考虑了动力液压缩性、油管鼓胀效应、液体粘滞摩阻、动力液漏失等因素的影响,给出了上、下冲程时井下及井口动力液压力临界值的计算方法。针对液力采油系统动力液传输距离远、常规液压理论不适用的问题,引入了流体压力波传播模型来计算动力液的长距离传递。同时,推导出液力在长距离管路中传递的延时计算方法,并结台液动机-井下泵的动力学分析,确定了地面换向时间的计算方法,分析确立了抽汲参数和系统效率的计算流程和方法。最后,结合室内试验和现场2口试验井的生产运行数据,对论文研究的理论和部分计算方法进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 与常规水力活塞泵的区别
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 本文所完成的工作
• 第二章 液力采油系统结构及工艺原理分析
• 2.1 结构组成及分类
• 2.2 地面抽油机驱动液力采油原理分析
• 2.2.1 地面抽油机驱动方式的组成
• 2.2.2 工作原理
• 2.2.3 技术特点
• 2.3 地面柱塞泵驱动液力采油原理分析
• 2.3.1 地面柱塞泵驱动形式的原理
• 2.3.2 柱塞泵驱动液力抽油系统组成
• 2.4 井下抽油泵的结构与工作原理
• 第三章 液力采油系统参数设计
• 3.1 井下部分设计研究
• 3.1.1 井下液动机和抽油泵的受力分析
• 3.1.2 地面动力液传输损失计算
• 3.2 地面动力液压力的确定
• 3.3 考虑动力液压缩性的影响
• 3.4 泵筒间隙的漏失量计算
• 3.5 地面部分设计研究
• 3.5.1 蓄能器选择
• 3.5.2 地面柱塞泵选择
• 3.6 油管
• 3.6.1 常用油管参数
• 3.6.2 油管受力压缩与膨胀计算模型
• 3.6.3 计算过程
• 3.7 计算实例
• 第四章 液力长距离传递理论
• 4.1 动力液压力传递速度的计算
• 4.1.1 公式讨论
• 4.1.2 举例计算
• 4.2 所需地面动力液体积计算
• 4.3 液动机-活塞动力学分析与研究
• 4.3.1 受力分析
• 4.3.2 换向时间的确定
• 4.3.3 活塞工作性能参数计算公式
• 第五章 液力采油系统工艺参数设计
• 5.1 系统工艺参数设计
• 5.2 系统效率和工况分析
• 5.2.1 系统效率
• 5.2.2 几种典型故障的诊断
• 第六章 室内试验及现场应用
• 6.1 地面驱动液力采油技术室内试验
• 6.1.1 试验目的
• 6.1.2 试验设备及原理
• 6.2 现场应用
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢