同井注采泵抽系统动态参数仿真与生产参数优化
发布时间：2021-01-11 17:18
现如今国内大型油田已经进入了高含水开发期,油井含水量过高,油田开采难度逐渐增大,开采出的采出液含有大量的水,开采效率低下,开采成本升高,从而影响油田的产量和经济效益。现有的单泵抽油杆柱纵向振动仿真模型已经不能满足对同井注采泵抽系统的研究,但基于抽油杆柱纵向振动的同井注采泵抽系统的仿真研究未见报道,鉴于此,综合考虑柱塞的运动规律、泵筒内流体的可压缩性与泵筒内气体等因素的影响,建立了同井注采泵抽系统柱塞载荷仿真模型。基于同井注采泵抽系统柱塞载荷作用下的抽油杆柱工作原理,建立了同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动仿真模型。本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,基于CFDPBM数值模拟地层液中油滴在进入井下油水分离器入口前聚并过程,得到井下油水分离器入口处油滴粒径分布情况。根据研究出的油水分离器入口处油滴粒径的分布情况,基于CFDDPM数值模拟多杯等流型井下油水分离器分离过程,计算出油水分离器的分离效率,仿真获得油水分离效率曲线。其次,根据井下抽油杆柱的受力环境,建立同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动力学模型,包括同井注采泵抽系统单级抽油杆柱纵向振动力学...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 同井注采系统的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 存在问题及本文研究内容
1.3.1 存在主要的问题
1.3.2 本文主要研究内容
第2章 同井注采工艺管柱及其组成
2.1 同井注采工艺管柱及工作原理
2.2 同井注采浸入式柱塞悬重泵结构及工作原理
2.3 同井注采系统桥式封隔器及密封装置
2.4 多杯等流型油水分离器结构及分离原理
2.4.1 油水分离器结构与工作原理
2.4.2 油水分离器分离原理
2.5 本章小结
第3章 油水分离器分离效率仿真
3.1 沉降杯中油滴的运动
3.1.1 油滴运动的形状
3.1.2 油滴运动的速度
3.1.3 油滴的聚并
3.2 油水分离器分离效率数值模拟
3.2.1 油滴粒径分布
3.2.2 物理模型和边界条件
3.2.3 仿真实例与分析
3.3 本章小结
第4章 同井注采有杆泵抽系统动态参数仿真模型
4.1 抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.1.1 单级抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.1.2 多级抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.2 抽油杆柱纵向振动边界条件仿真模型
4.2.1 顶部边界条件仿真模型
4.2.2 底部边界条件仿真模型
4.3 抽油杆柱纵向振动规律差分仿真模型
4.3.1 波动方程差分形式
4.3.2 边界条件差分形式
4.3.3 初始条件
4.4 系统能效仿真模型
4.4.1 悬点载荷仿真模型
4.4.2 曲柄扭矩仿真模型
4.4.3 电动机输出和输入功率仿真模型
4.4.4 产液量计算模型
4.4.5 抽油泵有效功率计算模型
4.4.6 系统效率与分效率仿真模型
4.5 仿真实例
4.5.1 仿真流程分析
4.5.2 仿真实例与分析
4.6 本章小结
第5章 同井注采泵抽系统优化设计
5.1 抽汲参数优化设计仿真模型
5.1.1 设计变量与目标函数
5.1.2 约束条件
5.1.3 同井注采泵抽系统优化设计数学模型与优化算法
5.2 优化实例分析
5.2.1 悬点示功图优化前后对比
5.2.2 电动机输入功率优化前后对比
5.2.3 油井产量和系统效率优化前后对比
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]同井注采系统封隔失效检测装置的研制[J]. 姜民政,徐书凡,董康兴,刘耀,魏永和. 石油机械. 2019(07)
[2]水平井同井注采技术[J]. 程时清,段炼,于海洋,赵真真,孙忠国. 大庆石油地质与开发. 2019(04)
[3]采出液含砂对井下油水分离器壁面磨损的影响[J]. 蒋明虎,邢雷,张勇. 石油机械. 2018(06)
[4]旋流式井下油水分离同井注采技术发展现状及展望[J]. 刘合,高扬,裴晓含,郑国兴,郑立臣. 石油学报. 2018(04)
[5]有杆泵同井注采系统工况诊断方法研究[J]. 姜民政,张迪,段天玉,刘金堂,董康兴. 石油机械. 2018(01)
[6]一种计算同井注采泵合理排量的方法[J]. 张继成,匡力,郑灵芸,李倩茹,崔建峰,王瑶. 西安石油大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]有杆泵同井注采系统技术应用及节点力学分析[J]. 姜民政,段天玉,刘金堂,张怀玉. 石油机械. 2017(07)
[8]同井注采在正285井区的应用前景[J]. 张创,李杨勇,郑毅,刘雄,徐鹏. 化工管理. 2017(04)
[9]海上油田同井注采双管环空安全控制技术研究[J]. 赵仲浩,张成富,罗昌华,王胜,邹明华. 石油机械. 2016(10)
[10]浅谈采油技术新进展[J]. 冯涛,王斐. 中国新技术新产品. 2016(07)
博士论文
[1]螺杆泵井下油水分离生产系统优化技术研究[D]. 赵传伟.中国石油大学(华东) 2014
[2]多杯等流型油水分离器优化设计及实验研究[D]. 刘保君.东北石油大学 2013
[3]流体颗粒聚并过程研究[D]. 魏超.湘潭大学 2005
硕士论文
[1]新型机械换向无游梁式抽油机优化设计及性能仿真[D]. 张红超.燕山大学 2018
[2]井下油水分离器改型设计及流场数值模拟研究[D]. 陈璨.东北石油大学 2017
[3]有杆泵深抽系统动态仿真与参数优化[D]. 庞路伟.燕山大学 2017
[4]低产无游梁式抽油系统优化设计及动态仿真[D]. 李阿龙.燕山大学 2015
[5]多杯等流型分离器物料优选实验研究[D]. 高东宇.东北石油大学 2014
[6]高含水油井同井注采技术研究及应用[D]. 李丹.东北石油大学 2014
[7]多杯等流分离器在同井注采中的应用研究[D]. 王洪岩.东北石油大学 2013
[8]同井注采井井底流体处理系统实验研究[D]. 李霄峰.东北石油大学 2012
[9]吉林油田机采系统节能降耗技术研究[D]. 薛国锋.东北石油大学 2011
[10]同井注采封隔器设计及管柱力学分析[D]. 杨魁.中国石油大学 2011
本文编号：2971176
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 同井注采系统的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 存在问题及本文研究内容
1.3.1 存在主要的问题
1.3.2 本文主要研究内容
第2章 同井注采工艺管柱及其组成
2.1 同井注采工艺管柱及工作原理
2.2 同井注采浸入式柱塞悬重泵结构及工作原理
2.3 同井注采系统桥式封隔器及密封装置
2.4 多杯等流型油水分离器结构及分离原理
2.4.1 油水分离器结构与工作原理
2.4.2 油水分离器分离原理
2.5 本章小结
第3章 油水分离器分离效率仿真
3.1 沉降杯中油滴的运动
3.1.1 油滴运动的形状
3.1.2 油滴运动的速度
3.1.3 油滴的聚并
3.2 油水分离器分离效率数值模拟
3.2.1 油滴粒径分布
3.2.2 物理模型和边界条件
3.2.3 仿真实例与分析
3.3 本章小结
第4章 同井注采有杆泵抽系统动态参数仿真模型
4.1 抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.1.1 单级抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.1.2 多级抽油杆柱纵向振动力学模型和数学模型
4.2 抽油杆柱纵向振动边界条件仿真模型
4.2.1 顶部边界条件仿真模型
4.2.2 底部边界条件仿真模型
4.3 抽油杆柱纵向振动规律差分仿真模型
4.3.1 波动方程差分形式
4.3.2 边界条件差分形式
4.3.3 初始条件
4.4 系统能效仿真模型
4.4.1 悬点载荷仿真模型
4.4.2 曲柄扭矩仿真模型
4.4.3 电动机输出和输入功率仿真模型
4.4.4 产液量计算模型
4.4.5 抽油泵有效功率计算模型
4.4.6 系统效率与分效率仿真模型
4.5 仿真实例
4.5.1 仿真流程分析
4.5.2 仿真实例与分析
4.6 本章小结
第5章 同井注采泵抽系统优化设计
5.1 抽汲参数优化设计仿真模型
5.1.1 设计变量与目标函数
5.1.2 约束条件
5.1.3 同井注采泵抽系统优化设计数学模型与优化算法
5.2 优化实例分析
5.2.1 悬点示功图优化前后对比
5.2.2 电动机输入功率优化前后对比
5.2.3 油井产量和系统效率优化前后对比
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]同井注采系统封隔失效检测装置的研制[J]. 姜民政,徐书凡,董康兴,刘耀,魏永和. 石油机械. 2019(07)
[2]水平井同井注采技术[J]. 程时清,段炼,于海洋,赵真真,孙忠国. 大庆石油地质与开发. 2019(04)
[3]采出液含砂对井下油水分离器壁面磨损的影响[J]. 蒋明虎,邢雷,张勇. 石油机械. 2018(06)
[4]旋流式井下油水分离同井注采技术发展现状及展望[J]. 刘合,高扬,裴晓含,郑国兴,郑立臣. 石油学报. 2018(04)
[5]有杆泵同井注采系统工况诊断方法研究[J]. 姜民政,张迪,段天玉,刘金堂,董康兴. 石油机械. 2018(01)
[6]一种计算同井注采泵合理排量的方法[J]. 张继成,匡力,郑灵芸,李倩茹,崔建峰,王瑶. 西安石油大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]有杆泵同井注采系统技术应用及节点力学分析[J]. 姜民政,段天玉,刘金堂,张怀玉. 石油机械. 2017(07)
[8]同井注采在正285井区的应用前景[J]. 张创,李杨勇,郑毅,刘雄,徐鹏. 化工管理. 2017(04)
[9]海上油田同井注采双管环空安全控制技术研究[J]. 赵仲浩,张成富,罗昌华,王胜,邹明华. 石油机械. 2016(10)
[10]浅谈采油技术新进展[J]. 冯涛,王斐. 中国新技术新产品. 2016(07)
博士论文
[1]螺杆泵井下油水分离生产系统优化技术研究[D]. 赵传伟.中国石油大学(华东) 2014
[2]多杯等流型油水分离器优化设计及实验研究[D]. 刘保君.东北石油大学 2013
[3]流体颗粒聚并过程研究[D]. 魏超.湘潭大学 2005
硕士论文
[1]新型机械换向无游梁式抽油机优化设计及性能仿真[D]. 张红超.燕山大学 2018
[2]井下油水分离器改型设计及流场数值模拟研究[D]. 陈璨.东北石油大学 2017
[3]有杆泵深抽系统动态仿真与参数优化[D]. 庞路伟.燕山大学 2017
[4]低产无游梁式抽油系统优化设计及动态仿真[D]. 李阿龙.燕山大学 2015
[5]多杯等流型分离器物料优选实验研究[D]. 高东宇.东北石油大学 2014
[6]高含水油井同井注采技术研究及应用[D]. 李丹.东北石油大学 2014
[7]多杯等流分离器在同井注采中的应用研究[D]. 王洪岩.东北石油大学 2013
[8]同井注采井井底流体处理系统实验研究[D]. 李霄峰.东北石油大学 2012
[9]吉林油田机采系统节能降耗技术研究[D]. 薛国锋.东北石油大学 2011
[10]同井注采封隔器设计及管柱力学分析[D]. 杨魁.中国石油大学 2011
本文编号：2971176
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