采油工艺论文

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采油工艺论文范文第1篇

论文摘要：《采油工程》是石油工程专业的一门专业必修课，该课程涵盖的知识面广、涉及内容多，学习难度大。笔者结合多年的教学经验和油田现场对石油工程师的需求，介绍了采油工程课程不同环节的教学方式，深入分析了如何激发学生学习兴趣，优化教学手段，时提高采油工程教学质量具有重要的指导意义。

0引言

采油工程是石油工程专业的一门专业必修课，是在修完油层(藏)物理、渗流力学、工程流体力学等专业基础课之上而开设的一门主干专业课。该课程涉及的主要内容包括向井流动态分析、井筒多相管流和水平管流计算、人工举升方法、注水、增产增注措施、复杂条件下的开采技术、完井方案设计、采油工程方案设计等内容。该课程涵盖知识面广，难点多。

1培养学习兴趣

“兴趣是最好的老师”。学生只有在对事物产生兴趣时才会主动、自发的去了解和学习，才会产生强烈的求知欲望。因此，作为采油工程课的教师应该注重培养和激发学生对该课程的学习兴趣。掌握当前国内外石油工业的发展动态，精心组织教案，做好充分的准备工作。①加强专业教育，认清国内外石油工业的发展形式。教师应对国内外石油工业的发展历程和我国目前对能源的需求进行介绍和分析。让学生了解到当前国内各油田采油工艺技术发展的状况，懂得采油工程在石油开采中的地位和作用，懂得在新的就业形式下如何学好该课程，打下良好的基础。②精心编制教案，采用手段多样的教学方式。采油工程是一门与油田实际有着紧密联系的专业课，因此，教师在编制教案时应多采用油田的实际资料和相关图片来加深学生的印象。如封隔器，井下配水器等。如果只是从理论上讲解，很难提高学生的认知水平，如果更多地采用实物或图片，却可以达到事半功倍的效果。教师要充分利用这一点，激发学生学习的兴趣。如讲述抽油泵的工作原理时，可以采用Flas进行演示，学生也就很容易掌握和理解这一内容，同时也避免了理论学习的枯燥。③积极开展互动式教学，激发学生学习热情。如在讲授向井流动态分析时，可以提问学生对达西渗流定律的理解，讲述达西定律的来龙去脉。活跃课堂气氛，调动学生听课的积极性和学习激情。学生们在轻松愉快的环境中学习，就不会感觉到理论学习的枯燥，所学的知识也很容易掌握。④紧密结合油田实际。作为采油工程课的教师应该多收集油田实际生产资料，将科研成果与教学相结合，在教学过程中更多的运用油田资料来激发学生的学习热情。如在讲授注水井吸水剖面测试时，就可以运用油田真实的吸水剖面测试曲线来加深学生对知识点的理解，也让学生懂得怎样学好本领将来更好地服务于油田实际生产。

2优化教学手段

随着石油工业的发展和国家对能源的需求，中石油、中石化、中海油等三大油公司积极发展海外业务，拓宽国内外市场。对人才的需求也更加趋向于复合型的人才。因此，为了适应新形式下石油工业对人才的需求，需要更新教学手段。《采油工程》课程应采用传统教学与新型多媒体教学相结合的技术手段，传统的教学手段即黑板和粉笔。对于教学内容中的重点和难点问题，如复杂油藏向井流动态分析、多相管流压力梯度分布公式推导等，采用板书方式，引导学生思考，参与具体推导过程，加深理解。对于教学内容中的基本概念、计算方法(如有杆抽油泵系统API方法设计)和计算步骤(如连续气举设计)等内容的讲解，以及一些复杂过程的动态模拟，如井筒气液两相流流动型态的划分，应采用预先制作的多媒体课件(如Flas或放录象)进行演示，引导学生进行形象思维，加深理解。多媒体教学具有生动、形象、直观、信息量大等特点，能充分调动学生各种感官的综合功能，提高学生的注意力。

3重点难点教学

采油工程课程涉及知识面广，内容复杂。因此，教师要有针对性的对一些重点和难点进行讲解。尤其是在今后的毕业设计或工作中常常遇见的部分内容，如综合IPR曲线的绘制。该部分内容在举升工艺设计和油井动态分析方面是非常重要的，过去常常容易被忽略，因此，学生在最后一学期毕业设计和工程设计中就感觉到力不从心。垂直多相管流压力分布计算(上机编程)因教学大纲对课时数缩减而取消，此部分内容应强调学生课后上机操作训练，培养实际动手能力。在讲述水力压裂部分内容时，应该补充有关低渗透油藏的基本知识，介绍中国低渗透油气资源的分布情况以及低渗透油藏的划分标准，让学生了解到水力压裂技术在油田有着广阔的发展空间，激发学生学石油、爱石油、献身石油事业的热情。目前，从我们的毕业生反馈的信息来看，采油工程课程与油田现场实际应用有一定的脱节，因此，教师在讲课过程中要适当补充当前油田所用的先进的工艺技术。如注水一章讲述调剖时，应补充介绍调驱技术、深部液流转向技术。因为这些都是目前针对高含水油田提高采收率的一项重要技术措施。在讲述到调剖调驱化学剂时，最好能将实物或照片展示给学生，结合油田实际调剖调驱实例进行讲解。这样，对一些重点和难点问题的教学就能达到较好的效果，切忌学生死记硬背。

采油工艺论文范文第2篇

论文摘要：介绍了螺杆泵的结构、工作原理和特点。对其在古城油矿使用过程中出现的问题进行分析，并提出相应的对策

一、螺杆泵采油工艺简介

螺杆泵作为一种油田采输工艺技术，是一种行之有效的采输手段，广泛应用于采油生产，而且被广泛应用于油田地面油气集输系统。这一切均取决于其对于输送介质物性有着优越的适应性，尤其是对于气液混合物的输送，能很好的解决普通容积泵所面临的气蚀、气锁、砂卡问题，达到很高的效率。

二、螺杆泵采油装置结构及其工作原理

螺杆泵采油装置是由井下螺杆泵和地面驱动装置两部分组成。二者由加强级抽油杆作为绕轴，把井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下，从而驱动螺杆泵的转子工作。螺杆泵结构如图1所示:井下螺杆泵是由一个单头转子和一个双头定子组成，在两件之间形成一个个密闭的空腔，当转子在定子内转动时，这些空腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动，密封腔在排出端消失，同时在吸入端形成新的密封腔，其中被吸入的液体也随着运动由吸入端被推挤到排出端。最终这些封闭腔随转子旋转，从泵入口向出口方向移动，并将液体由进口端推向出口端，排入到管线，举升到地面。

三、螺杆泵性能特点

1、螺杆泵属于容积式泵，液体沿输液元件的轴向均匀、低速流动，是螺杆泵具有独特的优点。

2、液体的种类多，粘度范围大，可抽稠油和高含蜡原油。

3、适应产量方面，从几立方米到高产的几百立方米均可顺利举升。

4、携砂能力强，衬套材料对砂粒等固体杂物有容让性，可抽含砂原油。还具备高气液比处理能力，不发生气锁。

5、运动部件少，没有阀件和复杂流道，油流扰动小，水力损失低，泵效达70％，系统效率达60％

6、流量调节容易，改变地面驱动装置的转速就可实现。

7、整套设备易损件少，井口驱动头仅有1套需的驱动头，井下设备也只有1个移动件，维护方便，运行费用低。

8、螺杆泵采油系统的主要缺点是扬程较低。目前，最大清水扬程仅为2600米，不能满足深井开采要求。

四、螺杆泵采油故障原因分析

应用螺杆泵采油工艺技术，目的是通过螺杆泵采油工艺解决稠油在油井井筒中的流动问题、地层疏松引起的出砂问题，自从在B125区使用螺杆采油工艺以来，这一新工艺、措施的引进及应用取得了良好的效果。但是在使用过程中出现一些问题值得讨论。

1、井口回压高、负荷重造成烧皮带频繁、电机烧毁

原因：

a、因为混合物流体的粘度过高，根据B125区原油粘度为348～7092mPa.s，胶质和沥青质的含量为21.95～44.4％，含蜡量为7.42～15.58%.原油胶质和沥青质的含量较高。原油在井下泵的强烈搅拌作用下，原油和水形成乳化程度很高的油包水型乳状液，乳状液的粘度随着乳化程度的升高（水滴颗粒被搅拌得很细）而大幅度提高，远远超出了螺杆泵负荷能力。

b、驱动装置故障引起机械负荷增大，主要有中间滚轴轴承磨损造成受力不均引起负荷增大，上下两端的定位扶正滚珠轴承磨损、输入轴齿面和主锥体齿面啮合间隙过大造成受力不均引起负荷增大

c、因为原油在举升过程粘度会升高，所以一些螺杆泵井一旦回压过高则必须洗井才能恢复生产，同时地面输油管线需要扫线。因为乳状液的粘度对于温度的敏感性低，加温对于降粘效果不明显，通常将转子提出泵筒后采用反洗井。

1、抽油杆、转子及油管脱扣

原因：

a、由于螺杆泵井采用φ25mm高强度抽油杆和φ36mm空心抽油杆，由于扭矩大，很容易造成杆断和防脱器碎裂和过载停机，断脱位置在上、中、下均有。主要是停机时因为扭力卸载，抽油杆高速反转，其反转速度远远高于正常开抽时的正转速度，此时抽油杆非常容易脱扣，甚至造成油管脱扣。

b、目前使用的油管锚为机械式座封，在座封时主要靠给油管加压使其坐封。加压使油管在井内严重弯曲，抽油杆在油管内工况恶化，坐封力不好控制，故易导致油管脱扣。

3.驱动装置的密封性差

现有地面驱动装置密封有两处：一是减速器油封密封，二是井口盘根盒密封。尤其井口盘根密封漏油严重，因为现在采用的盘根为“O”型聚乙烯四氟，对光杆磨损较大，造成光杆外径变细，新加盘根后，光杆与盘根之间密封由于盘根的可塑性差造成间隙过大，导致从盘根处漏油。

4、井下工况判断不精确

目前尚无有效的螺杆泵工况监测手段，对螺杆泵井的泵况诊断仅有2种方法。一是观察运行电流，看电流是否在正常范围之内；二是井口憋压测试压降，通过观察油、套压的变化，绘制变化曲线进行分析，对出现的复杂情况难以准确诊断。

5、泵最佳实际排量与油井产能不匹配

五、对策

1、对反向乳化严重的油井，采用环空加破乳剂的方式生产，降低产出液粘度，并可提高螺杆泵的吸入能力。

2、采用电动潜油螺杆泵，减少由于抽油杆搅动引起的粘度增加，并可提高油井的流通面积，井下机组运转产生的热量还可加热原油降低井筒流体的入泵粘度。

3、采用传递高扭矩的抽油杆，解决抽油杆本体、连接丝扣的抗扭问题，防止抽油杆断脱。

4、用旋转式油管锚替代在用的油管锚，减小因为管、杆弯曲造成的管、杆脱扣

5、对盘根密封的泄漏一是采用高塑性盘根，二是使用带锥度的盘根盒。

6、螺杆泵系统优化设计

采油工艺论文范文第3篇

[论文摘要]：目前，微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。详细介绍微生物采油技术概况，明确分析微生物采油技术概况机理，并探讨其发展方向。

微生物原油采收率技术(microbialenhanancedoilrecovery，MEOR)

是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。

一、微生物采油技术概况

1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。

美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44

个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。

20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究，但发展缓慢。80年代末，大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国Micro～Bac公司合作，分别进行了单井吞吐试验。1994年开始，大港油田与南开大学合作，成功培育了一系列采油微生物，该微生物以原油和无机盐为营养，具有降低蜡质和胶质含量功能，并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来，吉林油田与13本石油公司合作，探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验，21口井见效，见效率达70%。2000年底，大庆油田采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种，在Y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验，结果表明，采收率达43.41%，增加可采储量1.81×10t，施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。

二、微生物采油技术机理

（一）微生物采油技术与油田化学剂

在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂，现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后，将发生物理变化和化学变化，对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境（渗透压、氧化还原电位、pH值）的改变，又可直接改变生物的生理（呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成）以及影响微生物细胞壁的功能，从而影响微生物的生长，降低采收率。

（二）微生物驱油机理

因为，微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面：

1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液（水包油），并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中，微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3.生物气增油机理。代谢产生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。

4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。

5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。

（三）理论研究

1.国内外的数学模型。20世界80年代末，国外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。Zhang模型优于Islam模型在于可描述微生物在地层中的活动，却难于现场模拟。Chang模型是三维三相五组分，能描述微生物在地层中的行为，不能描述在油藏中的增产机理。

2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分，其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法，可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化，对岩心渗透率的影响等信息。

（四）源微生物的采油工艺

国内油田（大庆等）已进人高含水开发期，是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油，要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落，宜采用内源微生物驱油工艺，这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。

三、结语

综上所述，在我国油田中，特别是大庆油田，在微生物采油技术具有提高采收率的效果，对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性，微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。

参考文献：

采油工艺论文范文第4篇

【关键词】谐波齿轮传动；螺杆泵；增速；柔轮

0.前言

目前，世界蕴藏有巨大的稠油资源，据有关专家估计比常规原油资源高数倍至十余倍，具有替代常规石油能源的战略地位。稠油资源分布广泛，几乎所有产油国都有发现。据调研资料，世界上稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联等，其稠油资源约为4000～6000x108m3（含预测资源量）[1]。中国大部分含油气盆地稠油多于常规油，有共存和有规律过渡分布的规律，稠油资源非常丰富，约占总石油资源的25%～30%以上。国内老油田大多处于开发后期，排量小，油层较深的稠油、含砂、含气的难采油井越来越多，并且常规采油工艺投入大、产出低、短期产出与投入比不经济，制约了各油田后期开采。针对这种情况，可以采用螺杆泵采油技术加以解决。

1.螺杆泵驱动系统设计设计要求

（1）基本参数：谐波齿轮传动的增速比大于等于20；谐波齿轮传动的结构外径小于等于Ф116cm；（2）总体方案分析及设计；（3）谐波齿轮传动结构方案及结构设计。

由于井下空间狭小，需要所设计的装置体积较小。油管转速为6r/min，螺杆泵转子的转速为120r/min，在保证增速比大于等于20的条件下，转速可以调整。油管转速低可以实现较长的寿命。

在功能方面，要改变原来采用的采油方式。原来的采油系统在工作时动力源的动力通过减速箱首先减速到合适的转速然后驱动方卡子，再由旋转的采油杆柱驱动井下采油螺杆泵转动，从而实现将井下原油通过采油杆住与油管的环形空间举升到地面。

2.主要功能实现方法

考虑到增速器结构尺寸较小，传动比大，所以选择用少齿差行星轮系。少齿差行星轮系具有体积小，传动比大，重量轻等优点。由此，有三种增速方案：谐波齿轮传动，少齿差行星齿轮传动，摆线针轮传动。

2.1谐波齿轮传动增速

谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形运动来实现传动的新型传动，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了一个柔性构件机构来实现机械传动。构成谐波齿轮传动的3个主要部件有：波发生器，柔轮，刚轮。谐波齿轮传动对运动的传递是在波发生器作用下，迫使柔轮产生变形，并与刚轮相匀作用而达到传动目的。 在未装配前，柔轮的原始剖面呈圆形，柔轮和刚轮的周节相同，但两者的齿数不相等。柔轮的齿数Z1，比刚轮的齿数Z2略少，而波发生器的最大直径比柔轮的内径略大。一般情况下为了有确定的输出，都会有一个固定件，一个主动和一个从动。具体哪个固定，哪个主动，哪个从动，需要根据需要实现的功能要求来决定。当波发生器装入柔轮后，受到一对方向通过椭圆的曲率中心和它的旋转中心的力的作用。当输出轴上承受载荷后，柔轮产生变形，这是柔轮对波发生器的作用力方向仍通过椭圆的曲率中心，但不通过发生器的旋转中心，这就形成了使波发生器旋转的旋转矩。当输出轴上载荷继续增加时，柔轮作用在波发生器上的作用力和这时作用力之间的力臂也随之增加。则作用在发生器上的旋转矩也随之增加。当此旋转矩超过发生器的阻矩时，就产生了增速现象。

2.2少齿差行星齿轮传动增速

少齿差行星齿轮传动按传动型式可分为NN型和N型。以N型为例。这种型式的传动，通常均是采用输出机构把行星轮的回转运动传给低速轴。N型传动，其转臂有单偏心和双偏心两种。双偏心的转臂，两个偏心相差180度，装在其上的两个行星轮也相差180度，这样由偏心而产生的离心力相互抵消（但这两个离心力大小相等方向相反，且不在同一直线上，所以不平衡力偶仍然存在）。单偏心的转臂只有一个方向的偏心，其中装一个行星轮，必须在偏心的相反方向加上平衡重才能使离心力得到平衡。

N型常用的输出机构有五种类型，即销孔式、浮动盘式、滑块式、零齿差式和双曲柄式。以零齿差输出机构为例。主要特点是用标准刀具在普通机床上就可加工，不需要专门的工艺装备。零齿差输出机构可内齿轮输出，也可外齿轮输出。两对齿轮中只有一对是少齿差，起增速作用，另一对则是作为平行轴间联轴器的零齿差内啮合。转臂是单偏心，必须装设平衡重。

这种传动增速的特点是传动比大，体积较小，重量轻，运转平稳，齿形容易加工，装拆方便。合理地设计、制造及，可使其传动效率达0.85-0.91。实践证明，少齿差传动最适合于大传动比、小功率的场合，在我国已经被用到很多机械或者齿轮装置上。但少齿差要考虑变位问题。由于内啮合和内齿轮加工中，相啮合双方的位置关系、几何关系与外啮合不同，在设计内啮合变位齿轮传动时，齿数的搭配和变位系数的选择要受到各种干涉条件的限制。为避免干涉要进行验算，设计时要考虑齿轮根切问题。提高了加工难度，且刚度不够高。

2.3摆线针轮行星传动增速

摆线针轮主要由4部分组成：

（1）行星架H由输入轴1和双偏心套2组成，偏心套上的两个偏心方向互成180°。（2）行星轮C齿形通常为短幅外摆线的内侧等距曲线。按运动要求，一个行星轮就可传动，但为使输入轴达到静平衡和提高承载能力，对于一齿差针摆传动，常采用两个完全相同的奇数齿的行星轮，装在双偏心套上，两轮位置正好相差180°。行星轮和偏心套之间装有用以减少摩擦的滚子轴承（称为转臂轴承）。（3）太阳轮 又称针轮，针齿壳上装有一组针齿销，通常针齿销上还装有针齿套，称为针齿。（4）输出机构这种常采用销轴式输出机构。

3.结论

本次设计针对螺杆泵采油系统做了改进，由于原来用抽油杆的采油方式转速高、磨损快、寿命低，改为直接用油管驱动螺杆泵采油。螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，本次设计采用了地面驱动方式。油管转速较低，螺杆泵转速较高，所以要设计一个增速器。

由于所设计的结构尺寸小，且传动比大，故可选择的螺杆泵增速有三种方式，谐波齿轮增速，摆线针轮增速，少齿差行星齿轮增速。这三种增速方式各有优缺点，也都广泛应用。通过对三种传动采油方案的对比分析，选择基于谐波齿轮传动的螺杆泵驱传动系统。

【参考文献】

[1]万仁薄.采油技术手册（修订版）第四分册[M].北京：石油工业出版社，2003.

[2]孙俊峰.螺杆泵采油技术在锦州油田的改进及优化[D].哈尔滨：东北石油大学硕士论文，2009.

[3]周卫东.渐开线谐波齿轮传动齿廓参数优化及动态仿真[D].大连：大连理工大学硕士论文，2008.

采油工艺论文范文第5篇

[关键词]SAGD；抽油杆；优化设计

中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0242-01

1 前言

风城油田超稠油资源丰富，在借鉴国内外稠油开发经验与技术的基础上，结合自身油藏特点，创新应用SAGD稠油开采技术。在长期的探索过程中风城油田SAGD技术取得较大突破，效益日益显著，规模日益凸显。但是，风城油田SAGD井区抽油杆偏磨情况较为严重，下行阻力很大，下冲程经常出现光杆不下而脱抽停机的现象。同时，由于油藏埋深较浅，井下杆柱较短，而抽油机平衡配重箱较重，使得在配重箱空载的情况下，抽油机依然处于过平衡状态。因此，为了降低抽油机脱抽停机的频率，解决抽油机过平衡问题，着手进行抽油杆柱的优化设计显得十分有意义。

2 抽油杆优化设计

2.1 加重杆设计

由于SAGD采用水平井生产，对于水平井来说，下冲程中加重杆的重量在其轴向上的分量应该等于抽油杆柱底端所受到的总阻力。现将加重杆分为n份，则加重杆长度计算式为：

式中：Pw――下冲程中抽油杆柱底端所受总阻力，N；即P0down的最小值的绝对值

ρr――加重杆材料密度，kg/m3；

Lwi――第i段加重杆长度，m；

Aw――加重杆截面积，m2。

2.2 加重杆上部抽油杆柱组合设计

抽油杆柱强度设计方案包括：最轻杆柱方案和完全等强度方案等，本文采用最轻杆柱方案进行杆柱设计。

抽油杆柱许用应力计算公式为：

式中：Sall――每一级抽油杆柱顶端面许用应力，MPa；

σb――抽油杆柱抗张强度，MPa；

σmin――每一级抽油杆柱顶端面最小应力，MPa；

SF――考虑井液腐蚀性等因素的使用系数。

修正Goodman应力图给出的是许用应力范围，为了分析抽油杆柱的使用情况，引入了应力范围PL（――）：

式中：σmin――每一级抽油杆柱顶端面最小应力，MPa；

σmax――每一级抽油杆柱顶端面最大应力，MPa；

Sall――每一级抽油杆柱顶端面许用应力，MPa；

PL（――）――应力范围。

3扶正器间距优化设计

单个测段与整个杆柱相比长度较小，所以在计算测段杆柱正压力时，提出以下假设，即该测段杆柱自重可以忽略；测段正压力Fcn是沿杆柱轴线均匀分布的横向力；杆柱两端轴向力Fτ近似相等；在单个测段上狗腿角一般较小，所以可用其弧度值代替正弦值。

式中：fmax――间距中点处的弯曲挠度，cm；

E――材料弹性模量，对于钢材E=21×106；

I――截面惯性矩，对于圆截面I=πd4/64cm4；

Ffn――扶正器间距上的正压力合力Ffn，N；

Δlf――扶正器间距，cm。

4 实例设计

某蒸汽辅助重力泄油（SAGD）生产井井深622m，下泵处斜深237.43m，垂深202.78m，利用生产井实际井眼数据，对该井抽油杆柱及扶正器间距进行优化设计。采用上文中所提到的抽油杆柱设计方法以及扶正器间距设计方法，得出抽油杆柱组合为：Φ95mm柱塞+Φ38mm拉杆1根+Φ38mm加重杆（136m）+Φ19mm抽油杆（89m）+Φ25mm光杆，扶正器间距为：5m，经重新计算抽油机平衡度为94.2%。

5 结论及认识

（1）经优化设计，抽油杆柱重量更大，使得下冲程中电机做功减少，抽油机平衡度由之前的过平衡状态变为94.2%，较好的满足现场生产需要。

（2）加重杆（38mm）和抽油杆（19mm）相比之前的设计来讲，直径更细，在同等井况条件下，发生偏磨的可能性以及偏磨程度会降低。

（3）新设计加重杆的重力在轴向上的分力平衡了下行程中杆柱底端的总阻力，使得杆柱下行更顺畅，减小了杆柱的弯曲程度，从而减小了杆柱偏磨。

（4）对偏磨严重井段扶正器重新进行配置，通过计算，扶正器间距由之前的6m缩短为5m。使得在同等弯曲力下，杆柱弯曲度会相对减小，一定程度上起到减小偏磨的作用。

参考文献

[1]李颖川.抽油杆柱设计数值方法[J].西南石油学报，1993，15（2）：75～78.

[2]赵洪激，李洪山.斜井抽油杆柱组合设计方法研究[J].石油钻采工艺，1999，22（1）：24～25.