高含气井下泵气液分离机理及系统设计方法
发布时间：2020-12-28 00:40
为了探讨高含气井下泵气液分离效果随各排采参数的变化规律,建立了非线性和非定常性的泵下气液分离流场气泡动力学模型,并依据数值求解结果分析环形分离腔室中两相流运移速度以及气泡上浮速度的动态变化状况,揭示了高含气井下泵气液分离机理,同时依据泵下气液分离系统计算模型量化分析了内外管径和分离腔室尺寸等随各排采参数的变化规律,并提出气液分离系统设计方法。研究结果表明:高含气井排采泵下气液分离系统的内外管径均随冲程、冲次和泵径的增加而不断增大,且受泵径的影响尤为明显;环形分离腔室的最大和最小长度只与冲次有关,且成反比例变化趋势;采用长冲程、低冲次和合理设计泵径原则时的气液分离系统效率最佳,在满足排水量要求时,可充分发挥系统气液分离作用,提高泵效并减小井下泵惯性、振动动载荷以及杆柱应力变化幅值。研究内容和结果可为高含气井下泵的现场应用提供参考。
【文章来源】：石油机械. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
重力式气液分离机理示意图
高含气井排采泵下气液分离系统的外管管径受泵径、冲程、冲次、行程速比系数和泵效等排采参数的影响。图2给出了不同冲次时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。由图2可以看出，外管内径随冲次的增加近似呈线性增大，且冲次对管径的影响显著。这是由于冲次的增加，导致井下泵抽汲速度加快，需要更大的环形空间来减小井液速度。低冲次有利于降低对外管内径的尺寸要求，并且减轻泵的磨损，延长系统的寿命。图3给出了不同冲程时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。
图3给出了不同冲程时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。由图3可看出，外管内径随冲程增加近似呈线性缓慢增大。冲程的增加会导致井下泵吸入井液量变大，一定程度上增加抽汲速度，同样需要更大环形空间来减小井液速度。但其影响程度要比冲次小，即使选大冲程来保证足够的排液量也不会造成管径过大。虽然抽油杆长度增长，相应的冲程损失也会变大，有效冲程减小，但冲程损失本身数值非常小，且随抽油机冲程的增大，泵的充满度也增大[20]。为提高系统工作效率，冲程可选择井下泵许用的最大冲程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有杆泵抽油系统综合性能影响因素及评价[J]. 曲宝龙,马卫国. 石油机械. 2019(11)
[2]静水中气泡上升运动及阻力系数研究[J]. 史洺宇,齐梅,易成高,王建君,陈荣,刘点玉. 计算力学学报. 2019(03)
[3]有杆泵充满度计算方法及影响分析[J]. 曲宝龙,马卫国. 石油机械. 2018(11)
[4]多级沉降气锚的设计与应用[J]. 吴大康,李亚洲,李继彪,张桓,豆志权,宋修和. 机械制造. 2018(08)
[5]煤储层排采液流携粉运移模型与产出规律[J]. 刘新福,刘春花,吴建军,綦耀光. 煤炭学报. 2018(03)
[6]煤层气井排采系统有杆泵运行特性分析[J]. 刘新福,刘春花,綦耀光. 机械工程学报. 2017(08)
[7]不同直径气泡在静水中运动特性的研究[J]. 徐玲君,陈刚,邵建斌,薛阳. 水动力学研究与进展A辑. 2012(05)
[8]水中气泡运动特性及测量[J]. 张建伟,杨坤涛,宗思光,王江安,马治国. 红外技术. 2011(04)
[9]水中微气泡上浮过程的力学影响因子研究[J]. 石晟玮,王江安,蒋兴舟. 海军工程大学学报. 2008(03)
[10]气泡在不同液体中上升速度的实验研究[J]. 李小明,王冶,毕勤成,冯全科. 西安交通大学学报. 2003(09)
硕士论文
[1]组合式井下气液分离器分离效果研究[D]. 孙立圆.东北石油大学 2018
[2]气泡在静水与横流中的几何特征与动力学特性研究[D]. 张伟.江苏大学 2018
[3]抽油泵气液分离器结构优化及分离性能研究[D]. 司纪禹.东北石油大学 2016
[4]垂直上升管中气泡动力学特性实验研究[D]. 刘柳.中南大学 2013
[5]抽油机井气锚结构优化及气液分离效率计算[D]. 张莹.东北石油大学 2011
[6]深井泵气锚分气效率计算方法研究[D]. 苗志国.中国石油大学 2008
本文编号：2942806
【文章来源】：石油机械. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
重力式气液分离机理示意图
高含气井排采泵下气液分离系统的外管管径受泵径、冲程、冲次、行程速比系数和泵效等排采参数的影响。图2给出了不同冲次时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。由图2可以看出，外管内径随冲次的增加近似呈线性增大，且冲次对管径的影响显著。这是由于冲次的增加，导致井下泵抽汲速度加快，需要更大的环形空间来减小井液速度。低冲次有利于降低对外管内径的尺寸要求，并且减轻泵的磨损，延长系统的寿命。图3给出了不同冲程时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。
图3给出了不同冲程时泵下气液分离系统外管内径的变化规律。由图3可看出，外管内径随冲程增加近似呈线性缓慢增大。冲程的增加会导致井下泵吸入井液量变大，一定程度上增加抽汲速度，同样需要更大环形空间来减小井液速度。但其影响程度要比冲次小，即使选大冲程来保证足够的排液量也不会造成管径过大。虽然抽油杆长度增长，相应的冲程损失也会变大，有效冲程减小，但冲程损失本身数值非常小，且随抽油机冲程的增大，泵的充满度也增大[20]。为提高系统工作效率，冲程可选择井下泵许用的最大冲程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有杆泵抽油系统综合性能影响因素及评价[J]. 曲宝龙,马卫国. 石油机械. 2019(11)
[2]静水中气泡上升运动及阻力系数研究[J]. 史洺宇,齐梅,易成高,王建君,陈荣,刘点玉. 计算力学学报. 2019(03)
[3]有杆泵充满度计算方法及影响分析[J]. 曲宝龙,马卫国. 石油机械. 2018(11)
[4]多级沉降气锚的设计与应用[J]. 吴大康,李亚洲,李继彪,张桓,豆志权,宋修和. 机械制造. 2018(08)
[5]煤储层排采液流携粉运移模型与产出规律[J]. 刘新福,刘春花,吴建军,綦耀光. 煤炭学报. 2018(03)
[6]煤层气井排采系统有杆泵运行特性分析[J]. 刘新福,刘春花,綦耀光. 机械工程学报. 2017(08)
[7]不同直径气泡在静水中运动特性的研究[J]. 徐玲君,陈刚,邵建斌,薛阳. 水动力学研究与进展A辑. 2012(05)
[8]水中气泡运动特性及测量[J]. 张建伟,杨坤涛,宗思光,王江安,马治国. 红外技术. 2011(04)
[9]水中微气泡上浮过程的力学影响因子研究[J]. 石晟玮,王江安,蒋兴舟. 海军工程大学学报. 2008(03)
[10]气泡在不同液体中上升速度的实验研究[J]. 李小明,王冶,毕勤成,冯全科. 西安交通大学学报. 2003(09)
硕士论文
[1]组合式井下气液分离器分离效果研究[D]. 孙立圆.东北石油大学 2018
[2]气泡在静水与横流中的几何特征与动力学特性研究[D]. 张伟.江苏大学 2018
[3]抽油泵气液分离器结构优化及分离性能研究[D]. 司纪禹.东北石油大学 2016
[4]垂直上升管中气泡动力学特性实验研究[D]. 刘柳.中南大学 2013
[5]抽油机井气锚结构优化及气液分离效率计算[D]. 张莹.东北石油大学 2011
[6]深井泵气锚分气效率计算方法研究[D]. 苗志国.中国石油大学 2008
本文编号：2942806
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