System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 用于页岩油井的螺旋输送多相流装置及运行控制方法制造方法及图纸_技高网

用于页岩油井的螺旋输送多相流装置及运行控制方法制造方法及图纸

技术编号:44745473 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-26 12:34
一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置及运行控制方法。主要解决现有的潜油电泵采油过程中易出现砂卡、垢卡、气锁现象的问题。其特征在于:所述井口(9)下方通过油管(6)连接立式螺旋输送泵(4),立式螺旋输送泵(4)底部连接潜油电机(2);还包括井下工况监测单元和地面数据采集单元(8),所述井下工况监测单元包括位于潜油电机(2)底部的多参数传感器(1),多参数传感器(1)通过电缆(7)连接地面数据采集单元(8)。该方法避免了潜油电泵在页岩油藏采油过程中出现砂卡、垢卡和气锁现象,实现多相介质混抽,提高了机组运行时率,保证了油井连续生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采,具体说是一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置及运行控制方法


技术介绍

1、近年来,页岩油藏得到一定规模开发,开发方式采用水平井加体积压裂,潜油电泵是排采初期主要人工举升设备之一,在应用过程中受井液中砂、气、垢等介质影响,容易造成砂卡过载停机、气锁欠载停机、流道结垢阻塞,潜油电泵在复杂工况下运行时率和效率较低,严重时只能检泵作业更换举升设备,无法保证页岩油井连续生产。


技术实现思路

1、为了克服现有的潜油电泵采油过程中易出现砂卡、垢卡、气锁现象的问题,本专利技术提供一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置及运行控制方法,避免了潜油电泵在页岩油藏采油过程中出现砂卡、垢卡和气锁现象,实现多相介质混抽,提高了机组运行时率,保证了油井连续生产。

2、本专利技术的技术方案是:一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,包括井口,所述井口下方通过油管连接立式螺旋输送泵,立式螺旋输送泵底部连接潜油电机;还包括井下工况监测单元和地面数据采集单元,所述井下工况监测单元包括位于潜油电机底部的多参数传感器,多参数传感器通过电缆连接地面数据采集单元。

3、所述立式螺旋输送泵由若干节单体螺旋输送泵相连而成,所述单体螺旋输送泵包括上接头、下接头,二者之间连接壳体,壳体内部设有动螺杆,动螺杆外部设有螺旋叶片。

4、所述壳体内壁上镶嵌有静螺套,所述静螺套内壁上有与螺旋叶片旋向相反的螺旋环槽,螺旋环槽的头数与螺旋叶片相同,所述动螺杆及螺旋叶片位于静螺套内部。

5、所述立式螺旋输送泵中最下端的单体螺旋输送泵的下接头外表面设有井液过滤网,且所述下接头侧壁上开有进液口,混合液通过进液口进入立式螺旋输送泵。

6、所述动螺杆的轴径d通过以下步骤确定:

7、步骤s1、获取多相流液体密度ρ、设计流量q、扬程h和转速n;

8、步骤s2、计算动螺杆轴功率nc:

9、

10、式中:n为功率初选值;η为效率;

11、nc=1.2n

12、式中:1.2为安全系数;

13、步骤s3、计算动螺杆轴扭矩mn:

14、

15、步骤s4、计算动螺杆轴径d:

16、

17、式中:[τ]为许用切应力。

18、进一步包括:电流谐波抑制单元,用于优化变频控制系统输出波形,使其接近正弦波,降低高次谐波分量;

19、井下工况监测单元,用于获取所述立式螺旋输送泵入口压力和出口压力,潜油电机的电机温度和井液温度,螺旋输送多相流装置x/y/z轴向震动、电流漏失及绝缘电阻;

20、地面数据采集单元,用于监测和采集套压、油压、温度及产量数据;

21、动液面判定单元,根据采集和处理的数据,按周期计算动液面深度,由调参方法判定要执行的频率,判定程序内置于控制处理中心;

22、流压压降判定单元,根据采集和处理的数据,按周期计算井底流压压降,由调参方法判定要执行频率和油嘴大小,判定程序内置于控制处理中心;

23、故障自诊断单元;根据采集和处理的数据,依据故障值判定异常工况,启动故障处理措施程序;

24、现场生产应用控制面板:安装在变频控制系统上,用于参数设置、运行数据显示、启动/停止、故障/复位。

25、一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,包括以下步骤:

26、步骤r1、获取螺旋输送多相流装置投产初期的日产液量q实;

27、步骤r2、获取螺旋输送多相流装置水力特性曲线,确定日产液量q实对应的运行频率f;

28、步骤r3、计算当前螺旋输送多相流装置的动液面hi;

29、步骤r4、预设动液面最佳动液面范围hmin~hmax,调整螺旋输送多相流装置的运行频率f,使hmin≤hi≤hmax;

30、步骤r5、以n天为一个统计周期,作为一次调整步频,重复步骤r3、步骤r4。

31、进一步,所述步骤r3中,

32、hi=h1-(p吸-p套)g/ρ混

33、式中:h1为泵吸入口处深度;p吸为吸入口压力;p套为套压采集单元示数;ρ混为页岩油井液密度;g为重力加速度;

34、所述页岩油井液密度ρ混为

35、ρ混=ρ水ω+ρ页(1-ω)

36、式中:ρ页为页岩油密度;ρ水为水的密度;ω为井液含水率。

37、进一步,所述步骤r4中,若hi>hmax,则降低运行频率f,以δf为频率调整步长,动液面平稳后,计算泵吸入口处深度hi,待hmin≤hi≤hmax时,确定目标频率f1,并以目标频率f1运行;

38、若hi<hmin,则提高运行频率f,以δf为频率调整步长,动液面平稳后,计算泵吸入口处深度hi,待hmin≤hi≤hmax时,确定目标频率f2,并以目标频率f2运行。

39、所述用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,进一步还包括:

40、步骤r6、计算页岩油井底井底流压压降速率pd;

41、步骤r7、根据油藏产能预测,设置井底流压压降速率最佳阈值pmax,同时调整油嘴直径d油嘴和潜油电机的运行频率f,使0.8pmax≤pd≤1.2pmax。

42、进一步,所述步骤r7中,

43、若pd>5pmax,下调油嘴直径d油嘴;

44、若1.2pmax≤pd≤5pmax,下调运行频率f;

45、若pd<0.8pmax,上调运行频率f。

46、进一步,所述步骤r6包括,

47、步骤r6.1、获取页岩油井油藏中深h2,计算页岩油井底流压p流;

48、p流=p套+p吸+ρ混g(h2-h1)

49、式中:h1为泵吸入口处深度;p吸为吸入口压力;p套为套压采集单元示数;ρ混为页岩油井液密度;g为重力加速度;

50、步骤r6.2、选定n天作为一个统计周期,计算井底流压压降速率pd。

51、本专利技术具有如下有益效果:由于采取上述方案,可以有效避免潜油电泵在页岩油藏采油过程中出现砂卡、垢卡和气锁现象,实现多相介质混抽,为非常规油藏的高效举升提供有效技术手段。

本文档来自技高网
...

【技术保护点】

1.一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,包括井口(9),其特征在于:所述井口(9)下方通过油管(6)连接立式螺旋输送泵(4),立式螺旋输送泵(4)底部连接潜油电机(2);还包括井下工况监测单元和地面数据采集单元(8),所述井下工况监测单元包括位于潜油电机(2)底部的多参数传感器(1),多参数传感器(1)通过电缆(7)连接地面数据采集单元(8)。

2.根据权利要求1所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于:所述立式螺旋输送泵(4)由若干节单体螺旋输送泵相连而成,所述单体螺旋输送泵包括上接头(401)、下接头(410),二者之间连接壳体(403),壳体(403)内部设有动螺杆(408),动螺杆(408)外部设有螺旋叶片(409);

3.根据权利要求2所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于:所述立式螺旋输送泵(4)中最下端的单体螺旋输送泵的下接头(410)外表面设有井液过滤网(414),且所述下接头(410)侧壁上开有进液口(415),混合液通过进液口(415)进入立式螺旋输送泵(4)。

4.根据权利要求3所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于:所述动螺杆(408)的轴径d通过以下步骤确定:

5.根据权利要求1-4所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于包括:

6.一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,其特征在于包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,其特征在于:

9.根据权利要求8所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,其特征在于还包括:

10.根据权利要求9所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置的运行控制方法,其特征在于:所述步骤R7中,

...

【技术特征摘要】

1.一种用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,包括井口(9),其特征在于:所述井口(9)下方通过油管(6)连接立式螺旋输送泵(4),立式螺旋输送泵(4)底部连接潜油电机(2);还包括井下工况监测单元和地面数据采集单元(8),所述井下工况监测单元包括位于潜油电机(2)底部的多参数传感器(1),多参数传感器(1)通过电缆(7)连接地面数据采集单元(8)。

2.根据权利要求1所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于:所述立式螺旋输送泵(4)由若干节单体螺旋输送泵相连而成,所述单体螺旋输送泵包括上接头(401)、下接头(410),二者之间连接壳体(403),壳体(403)内部设有动螺杆(408),动螺杆(408)外部设有螺旋叶片(409);

3.根据权利要求2所述的用于页岩油井的螺旋输送多相流装置,其特征在于:所述立式螺旋输送泵(4)中最下端的单体螺旋输送泵的下接头(410)外表面设有井液过滤网(414)...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙延安孙春龙郑东志李强王新民钱坤张德实高宇张芮豪吴宁于波陈思涵
申请(专利权)人:大庆油田有限责任公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1