采油工程课程设计1.doc

西安石油大学本科采油工程设计 1 目录目录 1 1 计算采液指数绘制综合计算采液指数绘制综合 ipripr 曲线曲线 2 2 1.11.1 根据静态数据及生产动态数据计算采液指数根据静态数据及生产动态数据计算采液指数2 2 1.21.2 绘制油气水三相绘制油气水三相 ipripr 曲线曲线 2 2 2 2 计算井底流压估算动液面计算井底流压估算动液面5 5 2.12.1 计算某一产量下的井底流压计算某一产量下的井底流压 5 5 2.22.2 确定沉没度和泵充满程度关系确定沉没度和泵充满程度关系5 5 2.32.3 初选下泵深度和动液面初选下泵深度和动液面 8 8 3 3 抽油机选型及杆柱设计、校核抽油机选型及杆柱设计、校核1010 3.13.1 抽油机选型抽油机选型 1010 3.23.2 抽油杆柱设计抽油杆柱设计1111 3.33.3 计算泵效计算泵效1313 3.43.4 产量校核产量校核1414 4 4 优选抽油机选型及杆柱设计、校核优选抽油机选型及杆柱设计、校核1515 4.14.1 作泵效作泵效下泵深度曲线，优选下泵深度下泵深度曲线，优选下泵深度1515 4.24.2 抽油机选型及冲程抽油机选型及冲程1616 4.34.3 抽油杆柱设计抽油杆柱设计1818 4.44.4 产量校核产量校核2020 5 5 电机选型、确定泵型、间隙等级及平衡半径电机选型、确定泵型、间隙等级及平衡半径2525 5.15.1 计算拖动装置功率，选择电机型号和功率计算拖动装置功率，选择电机型号和功率2525 5.25.2确定平衡半径确定平衡半径2626 5.35.3 确定泵型及其间隙等级确定泵型及其间隙等级 2727 6 6 结结 论论2929 7 7 参考文献参考文献2929 西安石油大学本科采油工程设计 2 1 计算采液指数绘制综合计算采液指数绘制综合 ipripr 曲线曲线 1.1 根据静态数据及生产动态数据计算采液指数 油井体积含水,油井含水；井底流压 %20 w f ，油井含气。由此分析为油、气、水三相流入动态。mpapmpap btestwf 1226 . 6 )( 根据 petrobras 方法计算采液指数 1.计算产液量 dm f q q w o testo testt /762 . 8 2 . 01 856 . 0 6 1 3 )( )( 2.计算采液指数 678 . 0 12 26. 6 8 . 0 12 26 . 6 2 . 01 8 . 02 . 01 2 2 )()( b testwf b testwf p p p p a mpadm ppfa p ppf q j testwfrw b brw testt /897 . 0 )26 . 6 17(2 . 0678 . 0 8 . 1 12 1217)2 . 01 ( 762 . 8 )( 8 . 1 )1 ( 3 )( )( 1.2 绘制油气水三相 ipr 曲线 已知一个测试点的、饱和压力及油藏压力。 )(testwf p )(testt q b p r p 1.当时： btestwf pp )( )( )(1)(testwfrtestt ppjq 2.当时： btestwf pp )( （1-1） （1-2） （1-3） （1-4） （1-5） （1-6） 西安石油大学本科采油工程设计 3 故 2 2 max ) 12 (8 . 0 12 2 . 01)485 . 4 465.10(485 . 4 8 . 02 . 01)( wfwf b wf b wf bo boil pp p p p p qqqq = 18060 198 . 5 485 . 4 2wf wfpp =0.897(17-pwf)=15.249-0.897pwf)( wfrlwater ppjq 1 1 max () 1.8 brb b ob qjpp j p qq 其中 j1-采液指数, m3/（dmpa） qo-纯油产量, m3/d qw-纯水产量, m3/d fw-含水率,小数 qomax-由 ipr 曲线的最大产油量,m3/d qt-对应流压的总产液量, m3/d qb-饱和压力下的产液量, m3/d 生产时含水率为 25%，可求出此时产液表达式： 11.661-0.299pwf-0.0249pwf2 wwaterwoilt fqfqq)1 ( 当时，由上述公式计算不同流压下的产油量、产水量及产液量，计算结%25 w f 果见表 11。 （1-8） (1-7) 西安石油大学本科采油工程设计 4 表表 1 11 1 不同流压下的产油量、产水量及产液量不同流压下的产油量、产水量及产液量 pwf (mpa)qo (m3/d)qw (m3/d)ql (m3/d) 010.46515.24911.661 110.3321114.35211.3371 210.1327813.45510.9634 39.86712.55810.5399 49.53477811.66110.0666 59.13611110.7649.5435 68.6719.8678.9706 78.1394448.978.3479 87.5414448.0737.6754 96.8777.1766.9531 106.1461116.2796.181 115.3487785.3825.3591 124.4854.4854.4874 133.5547783.5883.5659 142.5581112.6912.5946 151.4951.7941.5735 由上表中的计算数据可以绘制油气水三相 ipr 曲线，如图 11。 图 11 油气水三相 ipr 曲线 西安石油大学本科采油工程设计 5 2 2计算井底流压估算动液面计算井底流压估算动液面 2.1 计算某一产量下的井底流压 由基本数据可知需要计算时的井底流压。dtqo/4 dmppjq brb /485 . 4 )1217(897 . 0 )( 3 1 dm pj qq b bo /465.10 8 . 1 12897 . 0 485 . 4 8 . 1 31 max dmqt/23 . 6 %251 856 . 0 4 3 因，于是有 maxotb qqq mpa qq qq pf j q pfp bo bt bw t rwwf 93 . 9 485 . 4 465.10 485 . 4 35 . 9 8081112)25 . 0 1 (125. 0) 897. 0 35 . 9 17(5 . 0 80811)1 (125. 0 max1 2.2 确定沉没度和泵充满程度关系 利用充满系数和沉没压力的关系式确立沉没压力(采油工程手册上册)， （2-4） 1pf)pr(25 . 0 )1)(1p(k81 . 9 go 式中： 充满系数，小数； k 弹性变形的影响，初选为 0.1； 余隙百分数，初选为 0.1； 沉没压力，mpa； p 地面气油比，；gor 33 m/m （2-3） （2-1） （2-2） 西安石油大学本科采油工程设计 6 天然气溶解系数，；)mpam/(m 33 天然气进泵系数； f 泵径面积，；pa 2 mm 套管面积，；ca 2 mm 油管外圆面积，.ta 2 mm 部分参数的确定： 套管内圆面积)mm(15386)140( 4 a 22 c 油管外圆面积)(4185)73( 4 22 mmat 油管内圆面积)(3019)62( 4 22 mmai 油管泵面积 22 28615.44() 4 p amm 天然气进泵系数= f09494. 0 418315386 44.615 15386 44.615 tc p c p aa a a a 地面气油比 33333 /47.74/856 . 0 87/87mmmmtmrgo 溶解气油比 204. 1 a s) 10 p (277 . 2 r g （2-7） )2146(00222 . 0 exp100222. 033.1116 )2146(00222 . 0 exp100222 . 0 214600222 . 0 1670 16 )(exp1 16 16)( hh hh hhh h t ht r 华氏温度：32)(8 . 1ht 其中： (2-8)15832708 . 1 原油 api 重度： 8 . 33 5 . 131 856 . 0 5 . 141 5 . 131 5 . 141 o d (2-5) （2-6） （2-9） j ju ul l2 20 01 11 12 20 01 11 1 j ju ul l s sm mt tw wt tf fs s 262728293012 3456789 10111213141516 17181920212223 24252627282930 31123456 西安石油大学本科采油工程设计 7 溶解系数： 0.000910.0125 0.000910.0125 33.80.000910.4225 ad 泵内溶解汽油比： 7 .104) 10 17 (7 . 0277 . 2 204 . 1 279 . 0 sr )mpam/(m16. 6 17 7 . 104 p 7 .104 33 把计算出的数值代入（2-4）式中整理，得： p p 854 . 0 768 . 2 079 . 1 079 . 1 其中沉没压力： 2 . 00084 . 0 2 . 000981 . 0 856. 0 sscsoi hhpghp 由以上公式计算沉没度和充满系数的关系如表 21，制沉没度和充满系数的关系曲线 如图 21。 表 21 沉没度和充满系数关系 沉没度充满系数 1000.602041 2000.710531 3000.788445 4000.847114 5000.892883 6000.929587 图 22 沉没度和充满系数关系曲线图 沉没度与充满系数关系图 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 02004006008001000 沉没度(m) 充满系数 系列1 （2-10） （2-11） （2-12） 西安石油大学本科采油工程设计 8 2.3 初选下泵深度和动液面 假设沉没度=400msh 则有)(40010 856. 08 . 9 2 . 0 3 m p hs （注：（1）：忽略气柱重量，动液面处压力等于套压。 （2）：此时流体在套管中流动。 ） 可以求出沉没压力 p=3.56mpa,将 p=3.56mp 代入式（2-12）可得 =84.7%. 各个变量之间的关系如下图所示： 图 2-2 含水井的油水界面 由井底流动压力 （2-3-1） cowf p10ghg)lh(p 6 s lg 得： （2-3-2） g ghpp hl ocwf s lg 6 10)( 其中:（）流压，mpa; wf p f p 油层中部深度,m;h 泵挂深度,m;l 西安石油大学本科采油工程设计 9 沉没度,m;sh 重力加速度, ;g 2 /sm 井内混合物平均密度,kg/m; lg 吸入口以上环形空间油柱平均密度, kg/m;o 套压,mpa.cp 部分参数的计算： ，把吸入口以上环形空间油柱平均密度看成是纯油的密度；o o =0.856*75%+1*25%=0.892g/=892把井内混合物平均密度看成是 lg 3 cm 3 /kg m 含水率为 25%的油水合物的密度。 将已知条件代入（2-8）式中，得：l=1418(m) 动液面深度)(10186001609mhllsf 动液面高度)(1128101821462146mlhff 西安石油大学本科采油工程设计 10 3 3 抽油机选型及抽油杆柱设计抽油机选型及抽油杆柱设计 3.1 抽油机选型 根据以上计算数据，由采油工程手册 上册449 页图 567 查得： 图图 3-13-1 选取抽油杆、油管对应的尺寸图选取抽油杆、油管对应的尺寸图 西安石油大学本科采油工程设计 11 根据以上图表，从横坐标 1418m 处向上引垂线，纵坐标 6.23m/d 处向右引水平线， 两线的交点确定的区域所对应的抽油机为：cyj5-1.8-18f,泵径为 28mm，从交点向上延 长上述横坐标的垂线，和最大排量曲线相交于一点，此点所对应的为最大排量 （7.5m/d）. 所对应的抽油杆直径为 2219。在采油工程（第二版） 中推荐：普 通碳钢（c 级）比例为 2872。另外，最大悬点载荷为 50kn,光杆最大冲程为 1.8m,最大冲次 12,减速箱曲柄轴最大允许扭矩为 18knm. 1 min 冲程：s=1.2m ，冲次：n=9 次/min 满足要求 22 1.2 9 0.0540.225 17901790 f sn a 3.2 抽油杆柱设计 由采油工程手册 上册450 页表 538 查得其推荐抽油杆柱组合如表 31。 表 31 抽油杆柱组合及参数 直径（m）杆柱截面积 （cm） 单位长度的重 量（kg/m） 抽油杆长度 m 占抽油杆长 度百分比 192.842.35 120172% 223.803.14 39728% 在计算时，选择经验公式 （3-1）) 137 sn 1)(ww(w l rmax （因为它可用于中深低速的油井，而且考虑了液柱的动载） 对于第一个截面： 杆柱自重=(2.351021+3.14397)9.81=35766.57(n) r w 液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为 6.16 cm): =6.160.000114189.81892=7643.47(n) l w ) 137 sn 1)(ww(w lrmax =(35766.57+7643.47) (1+1.29/137) =46832.15 (n) 西安石油大学本科采油工程设计 12 ) l r 1 ( 1790 sn w)(lfiww 2 rlsrrdrmin =(2.841021+3.80397) (7.85-0.892) 9.81 0.1-(35766.571.20.75)/1790 2 9 =28633.12 (n) =123.24() 380 15.46832 max max r f w 2 mm/n ()35.75 380 12.28633 min min r f w 2 mm/n 循环应力的应力幅： =23.94() 2 35.7524.123 2 minmax a 2 mm/n 折算应力：)/(32.5494.2324.123 2 max mmn ac 得出 c 级抽油杆的许用应力为 80。 2 mm/n 80 c 2 mm/n 因此，它满足工程要求。 由于所用的油杆的钢级符合设计的要求，不需要加上加重杆。 )/(34.5494.2324.123 2 max mmn ac 经阿塞拜疆石油所对不同条件下的各种钢材进行疲劳研究，并将研 究结与油 田实际数据对比得出 c 级抽油杆的许用应力为 80。 2 mm/n 80 c 2 mm/n 因此，它满足工程要求。 对于第二个截面： 杆柱自重=(2.351021)9.81=23537.62(n) r w 液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为 6.16): 2 cm =6.160.000114189.81892=7643.47(n) l w 西安石油大学本科采油工程设计 13 ) 137 sn 1)(ww(w lrmax =(23537.62+7643.47) (1+1.29/137) =33639.17(n) )1 ( 1790 )( 2 min l rsn wlfiww rlsrrdr =(2.841021)(7.85-0.892) 9.810.1- (23537.621.290.75)/1790 =18833.76(n) r max max f w )/(45.118 284 17.33637 2 mmn r min min f w )/(32.66 284 76.18833 2 mmn 循环应力的应力幅： =26.07() 2 32.6645.118 2 minmax a 2 mm/n 折算应力：)/(57.5507.2645.118 2 max mmn ac 经阿塞拜疆石油所对不同条件下的各种钢材进行疲劳研究，并将研究结果与油田 实际数据对比得出 c 级抽油杆的许用应力为 80。 2 mm/n 80 c 2 mm/n 因此，它满足工程要求。 由于所用的油杆的钢级符合设计的要求，不需要加上加重杆。 3.3 计算泵效 泵效的一般表达式为： （3-2） b1 式中：杆、管弹性伸缩对泵效的影响； s sp 西安石油大学本科采油工程设计 14 泵的充满系数； 泵漏失对泵效影响的漏失系数，此处取 1.0; 1 为吸入条件下抽汲液体的体积系数，查地层油体积系 l b b 1 l b 数图版可得：=1.216 l b （） （油层物理 ）01. 1012 . 1 75 . 0 125 . 0 )1 ( owwwl bfbfb 冲程损失： 217 . 0 1084 . 2 1024 1080 . 3 397 10)30174183( 1418 1006. 2 7643 )( 44611 2 1 i ri i t l f l f l e w mssp983 . 0 217 . 0 2 . 1 即 b1 %69.68 01 . 1 1 847. 00 . 1 2 . 1 893 . 0 因为设计的井为直井，泵挂深度在 1300 米和 1700 米之间，根据国家抽油泵的选 择标准选取的泵为底部固定的定井筒杆式泵，其型号为：cyb28rhbc-4.5-0.6-0.3。一 般情况下，此型号的泵的理论排量为 5m/d 至 62m/d. 因此，它能满足生产要求。 3.4 产量校核 理论产液量:)/(58. 968 . 11016 . 6 14401440 34 dmsnfq pt 实际产量： )/(58 . 6 58 . 9 6869 . 0 3 dmqq t 实 误差：10%63 . 5 %100 23 . 6 23. 658 . 6 t t q qq 实 因此，它能满足工程要求 ，泵初选冲程和冲次满足要求。 西安石油大学本科采油工程设计 15 4 优选下泵深度优选下泵深度 4.1 作泵效下泵深度曲线，优选下泵深度 本组张旭东、高腾飞、高云、峁向涛四人的泵效与下泵深度见下表，并作出泵效 与下泵深度曲线如下图所示： 表 2-3 泵效与下泵深度表 下泵深度(m)泵效 13580.6650 14180.6869 15130.6987 16080.6846 图 4-1 泵效与下泵深度曲线图 由上图可以优选出最优下泵深度是 1510m，最优泵效是 69.9%。 由井底流动压力 cowf pghglhps 6 lg 10)( 得： g ghpp hl ocwf s lg 6 10)( (1510.0.699) 西安石油大学本科采油工程设计 16 将 l=1510m，h=2146m，=0.2mpa, =856 kg/, =892kg/代入上式得到 c p o 3 m lg 3 m 沉没度=498msh 根据以上图 2-3，从横坐标 1500m 处向上引垂线，纵坐标 6.23m/d 处向右引水平 线，两线的交点确定的区域所对应的抽油机为：cyj5-1.8-18f,泵径为 28mm，从交点向 上延长上述横坐标的垂线，和最大排量曲线相交于一点，此点所对应的为最大排量 （15m/d）. 所对应的抽油杆直径为 2219。在采油工程（第二版） 中推荐：合金钢（d 级） 比例为 2773。另外，最大悬点载荷为 50kn,光杆最大冲程为 1.8m,最大冲次 12,减 1 min 速箱曲柄轴最大允许扭矩为 18knm。 4.2抽油机选型及冲程 根据以上计算数据，由采油工和冲次程手册 上册449 页图 567 查得 图图 4-14-1 选取抽油杆、油管对应的尺寸图 西安石油大学本科采油工程设计 17 根据以上图表，从横坐标 1609m 处向上引垂线，纵坐标 6.23m/d 处向右引水平线， 两线的交点确定的区域所对应的抽油机为：cyj5-1.8-18f,泵径为 28mm，从交点 向上延长上述横坐标的垂线，和最大排量曲线相交于一点，此点所对应的为最大排量 （7.5m/d）. 所对应的抽油杆直径为 2219。在采油工程（第二版） 中推荐：普通碳钢（c 级）比例为 2872。另外，最大悬点载荷为 50kn,光杆最大冲程为 1.8m,最大冲次 12 ,减速箱曲柄轴最大允许扭矩为 18knm. 1 min 由可得，snfq pt 1440 在抽油机工作过程中有下列关系： （4-2-2） maxmaxmax q q ns ns 由前面知， ，,dmq/15 3 max ms8 . 1 max 1 max min12 ndmq/23 . 6 3 当时， max ss 1 max max min0 . 612 15 23 . 6 n q q n 故选：冲次，冲程 1 min6 nms8 . 1 225 . 0 04 . 0 1790 68 . 1 1790 22 sn af 西安石油大学本科采油工程设计 18 4.3 抽油杆柱设计 在设计抽油杆柱时必须满足： （1）抽油杆应具有足够的抗疲劳强度的能力； （2）抽油杆的重量应尽量小。 杆柱有关参数如下表 4-3（采油工程手册（精要本） ）： 表 4-3 每米抽油杆的质量 直径 m杆柱截面积 cm单位长度的重量 kg/m占抽油杆长度百分比 192.842.3573 223.803.1427 根据前面推荐的比例并经过计算，得：直径为 22mm 杆柱的长度为 408m，直径为 19mm 的杆柱长度为 1102 m 在计算时，选择经验公式 （2-13）) 137 sn 1)(ww(w l rmax （因为它可用于中深低速的油井，而且考虑了液柱的动载） 对于第一个截面：杆柱自重=(2.351102+3.14408)9.8=37934(n) r w 液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为 6.16 cm): =6.160.000115009.8892=8139 (n) l w ) 137 sn 1)(ww(w lrmax =(37934+8139) (1+1.86/137) =49705(n) ) l r 1 ( 1790 sn w)(lfiww 2 rlsrrdrmin =(2.841102+3.80408) (7.85-0.892) 9.80.1- (379341.860.75)/1790 =30915(n) 西安石油大学本科采油工程设计 19 =130.8() 380 49705 max max r f w 2 mm/n () 3 . 81 380 30915 min min r f w 2 mm/n 循环应力的应力幅： =24.7() 2 3 . 81 8 . 130 2 minmax a 2 mm/n 折算应力：)/(84.567 .248 .130 2 max mmn ac 经阿塞拜疆石油所对不同条件下的各种钢材进行疲劳研究，并将研究结与油 田实际数据对比得出 d 级抽油杆的许用应力为 110。 2 mm/n 110 c 2 mm/n 因此，它满足工程要求。 对于第二个截面： 杆柱自重=(2.3511029.81=25405(n) r w 液柱在柱塞面积上的重力(柱塞面积为 6.16): 2 cm =6.160.000115109.81892=8139(n) l w ) 137 sn 1)(ww(w lrmax =(25405+8139) (1+1.86/137) =36188(n) )1 ( 1790 )( 2 min l rsn wlfiww rlsrrdr =(2.841102)(7.85-0.892) 9.810.1- (254051.860.75)/1790 =20673(n) r max max f w )/( 4 . 127 284 36188 2 mmn 西安石油大学本科采油工程设计 20 r min min f w )/( 8 . 72 284 20673 2 mmn 循环应力的应力幅： =27.3() 2 8 . 72 4 . 127 2 minmax a 2 mm/n 折算应力：)/(97.58 3 . 27 4 . 127 2 max mmn ac 经阿塞拜疆石油所对不同条件下的各种钢材进行疲劳研究，并将研究结果与油田 实际数据对比得出 d 级抽油杆的许用应力为 110。 2 mm/n 110 c 2 mm/n 因此，它满足工程要求。 由于所用的油杆的钢级符合设计的要求，不需要加上加重杆。 4.4 产量校核 理论产液量:)/(58 . 9 68 . 11016 . 6 14401440 34 dmsnfq pt 实际产量： )/(70 . 6 58 . 9 699 . 0 3 dmqq t 实 误差：10%49 . 7 %100 23 . 6 23 . 6 70 . 6 t t q qq 实 因此，它能满足工程要求 4.54.5 抽油机校核（最大扭矩、最大载荷）抽油机校核（最大扭矩、最大载荷） 4.5.1 计算泵筒与柱塞间半干摩擦力 0.94140 p m d p 3 3 28 10 0.94140 0.05 10 =386.4n dp抽油杆直径，m; -柱塞与衬套间的空隙，由采油技术手册查得=0.02-0.07 西安石油大学本科采油工程设计 21 4.5.2 计算液体通过排出阀的水力阻力所产生的对柱塞底部的向上推力 计算雷诺数 oo p l e d dns r 2 63.52 = 510)3/28( )1028(10892 . 0 8 . 1663.52 3 233 =9165.3 式中，do排出阀座孔直径，m.(可由采油手册查得，do= dp /3)； 抽吸液体动力粘度，取 5mpa s o 求流量系数 re3 104时，=0.28 l pp k l ns a aaa n p 2 2 0 0 3 2 )/( )/1 ( 729 5 . 1 24 2 1016. 6 4 mda pp =0.00932=6.84 10-5m2 2 o 4 o da 4 目前现场所用的抽油泵中游动阀 1 个或 2 个，此处选=1 k n n ns a aaa n p l pp k l 1170 . 0 892 6 8 . 1 1084 . 6 1016 . 6 1084 . 6 11016 . 6 28 . 0 729 15 . 1 )/( )/1 ( 729 5 . 1 2 2 5 4 5 3 4 2 2 2 0 o 3 2 排出阀数目，此处取 1 个。 k n ao - 排出阀座孔面积, m2 ap - 抽油泵柱塞截面积, m2 4.5.3 计算作用于抽油杆柱底部液体上浮力 glap lprlf 西安石油大学本科采油工程设计 22 = (0.019)215009.81 4 892 =3746.3n 4.5.4 计算下行程时抽油杆柱底部所受的总下行阻力 lfmw pppp =386.4+3746.3+0.1170 =4132.8n 4.5.5 求抽油杆柱按长度加权平均截面积。 24 22 2 2 1 1 1004 . 3 )4/022 . 0 ( 408 )4/019 . 0 ( 1102 1510 m a l a l l a rr p r 4.5.6 计算油管柱金属部分横截面积。 23 22 10166 . 1 062 . 0 073 . 0 4 m at 4.5.7 计算抽油杆柱在液体中的重力。 n pgqlw wi i i r lr r 1 . 37321 ) 8 . 413281 . 9 14 . 3 40881 . 9 35 . 2 1102( 85 . 7 892 . 0 85 . 7 2 1 r-抽油杆材料的密度,g/ cm3 l-抽汲液体的密度,g/ cm3 4.5.8 计算作用在抽油泵柱塞上的液体载荷 忽略井口回压： 78.5465 1016 . 6 081 . 9 8924981510 4 polpl apghlw 柱塞的截面积，(可由采油手册查得，28mm 的柱塞截面是 p a 2 m 西安石油大学本科采油工程设计 23 ； 4 1016 . 6 2 m 4.5.9 计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕时（初变形期）悬点位移。 （油管锚定） m ea lw r pl 1318 . 0 1004 . 3 1006 . 2 151078.5465 411 1 e钢的弹性模量，pa 11 1006 . 2 （油管未锚定） m aae lw tr pl 1662 . 0 10166 . 1 1 1004 . 3 1 1006 . 2 151078.5465 ) 11 ( 3411 2 由于，所以油管无需锚定%50%70.20 | 2 21 4.5.10 计算抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕时（初变形期）曲 柄转角。 rad6175. 0) 2 1 (cos 1 s 1 计算变形分布系数 6479 . 0 1004. 310166. 1 10166. 1 43 3 tr t aa a 4.5.12 计算悬点最大载荷、最小载荷 n nl snea wwp p r lr 87.49622 6175 . 0 sin7964 . 0 1 496830 1510614 . 3 6175 . 0 sin 60 68 . 114 . 3 4968 1004 . 3 1006 . 2 78.5465 1 . 37321 sin)1 () 30 sin( 60 411 max 应力波在抽油杆柱中的传播速度，=4968 m/s n nl snea cwp p r r 43.31305 6175 . 0 sin)7964. 01 ( ) 496830 1510614 . 3 6175 . 0 sin( 60 68 . 114 . 3 4968 1004 . 3 1006 . 2 88 . 0 1 . 37321 sin1 30 sin 60 411 min 西安石油大学本科采油工程设计 24 c-下冲程动载荷修正系数,一般 c=0.850.9 4.5.13 计算曲柄轴最大扭矩 mknppssm9 . 9)43.3130587.49622(8 . 1202 . 0 8 . 11800min)max(202 . 0 1800 max 抽油机 cyj5-1.8-18f 的悬点额定载荷为 50kn，减速箱曲柄轴额定扭矩为 18knm。 由于=49.62knp额=50knmaxp =9.9knm18knm 且利用率为 58.3%，均满足要求。 max m 5 5 电机选型、确定泵型、间隙等级及平衡半径电机选型、确定泵型、间隙等级及平衡半径 5.1 计算拖动装置功率，选择电机型号和功率 1、水力功率： hq10134 . 1 p 1t 4 s 有效提升高度： 由前知，=l-=1510-498=1014m f l s h （6-1） 西安石油大学本科采油工程设计 25 =1082.57m g pp lh ct f lg 6 10)( 81 . 9 892 10)2 . 08 . 0( 1014 6 57.1082% 9 . 69892. 058 . 9 10134 . 1 4 s p)(735 . 0 kw 2、光杆功率： 60000 sn w hp l pr )(984 . 0 60000 68 . 148.5465 kw 3、井下效率 井下效率为 %77.74%100 983 . 0 735 . 0 %100 pr s hp p 则电动机实际输出功率： 0.983 1.32 0.7477 pr hp pkw 由采油技术手册 上册434 页表 534，选用电机型号为 ycch180，其主要性能 参数如表所示 51。 表表 5 51 1 ycch180ycch180 电机主要性能参数电机主要性能参数 转矩形式 满载容量 kva 满载转速 r/min 转速变化 % 堵转转矩 nm 输出功率 kw h5 5.2确定平衡半径确定平衡半径 平衡扭矩计算式：m平s p pam 2 0 油 杆平 （摘自采油机械的设计计算 ） 式中 平衡重所储存的能量； 0 a 抽油杆柱在油中的重量，n； p 杆 （6-2） （6-4） 西安石油大学本科采油工程设计 26 油井中动液面以上，断面积等于柱塞全面积的油柱重，n； p 油 s驴头悬点的冲程长度，m。 ngqlp ri 9 . 3365781 . 9 14 . 3 40881 . 9 35 . 2 1102 85 . 7 892 . 0 11 2 1i io r ml 杆 ngahlp pos 9 . 58571016 . 6 81 . 9 8561014 4 油 mkns p pam 86.65 2 9 . 5857 9 . 33657 2 0 油 杆平 cyj51.818f 型抽油机的主要参数如表 52。 表表 5 52 2 cyj5cyj51.81.818f18f 型抽油机的主要参数型抽油机的主要参数 a/mm2100 b/mm1780 c/mm3500 r/mm400 结构不平衡重/kn 1.2 曲柄重心/mm 400 单块平衡块质量/kg曲柄 500、游梁 40 单块曲柄质量/kg 522.5 平衡块数量曲柄 4、游梁 10 nwr 1 . 37321 nwl78.5465 nwcb1962081 . 9 4500 nwb392481. 91040 n45.10251281 . 9 5 . 522 c w 400rcmm knxuc2 . 1 西安石油大学本科采油工程设计 27 cb c c cb buc cb lr w w r wb rc wx wb