电潜泵特征曲线

管道计算

管道计算 (总分：25.00，做题时间：90分钟) 一、 (总题数：25，分数：25.00) 1.圆管的层流流动，其切应力的分布下列说法正确的是( )。 A．圆心处切应力为零，随半径成线性分布 B．圆心处切应力为零，随半径成抛物线分布 C．管壁处切应力为零，随半径成线性分布 D．管壁处切应力为零，随半径成抛物线分布（分数：1.00） A. √ B. C. D. 解析： 2.管道直径D=200mm，末端装一薄壁孔板，直径d=120mm，用以测定管道中的流量(如图)。已知压力计中心比管轴线高h=1.5m，读数M=98kN/m2，流量Q=( )。 A．116L/s B．11.6L/s C．11.6m3/s D．1.16m3/s （分数：1.00） A. √ B. C. D. 解析： 3.如图所示，管出口d=50mm，不计水头损失，管线流量Q=( )。 A．1740m3/s B．0.0174m3/s C．0.0174m3/h D．0.0174mm3/s （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析： 4.如图所示，润滑油输送管直径d=6mm，长l=5m，油的重度γ=8.04kN/m3，运动黏性系数v=15×10-6m2/s 的，流量Q=0.4cm3/s，油箱水头h f=( )。

A．0.475m B．0.095m C．0.95m D．9.5m （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析： 5.半径为r0的圆管内为层流流动，流速等于平均流速的点离开壁面的径向距离 y=( )。 A．2.93r0 B．0.293r0 C．5.86r0 D．0.586r0 （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析： 6.如图蒸气管道的干管直径d1=50mm，平均流速v1=25m/s，密度ρ1=2.62kg/m3，分为两支管流出，出口处的蒸气密度分别为ρ2=2.24kg/m3，ρ3=2.30262kg/m3，出口流速各为( )时，才能保证两支管的质量流量相等。 A．v2=18m/s，v3=22.2m/s B．v2=22.2m/s，v3=18m/s C．v2=20m/s，v3=21.6m/s D．v2=21.6m/s，v3=20m/s （分数：1.00） A. √ B. C. D. 解析： 7.断面面积相等的圆管和方管，管长相等，沿程水头损失也相等，流动均处于阻力平方区，它们输送流量的能力圆管比方管大( )。 A．6% B．8% C．9% D．10% （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析： 8.如图所示，水从水箱流经直径为d=2.5cm的管道流入大气中。当出口流速为10m/s时，质量流量Q g=( )。

雷诺数介绍

雷诺数介绍测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。Re是一个无因次量。一般认为，Re≤2000时，流动型态为滞流；Re≥4000时，流动为湍流；Re数在两者之间，有时为滞流，有时为湍流，和流动环境有关。对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速有关。本实验是改变水在管内的速度，观察在不同雷诺数下流体流型的变化。式中的动力粘度η用运动粘度υ来代替，因η＝ρυ，则Re=duρ/μ 如下：d 管子内径m；u 流速m／s； ρ 流体密度kg／m３；μ流体粘度Pa·s。由上式可知，雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。用圆管传输流体，计算雷诺数时，定型尺寸一般取管道直径(D)，则用方形管传输流体，管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等

于水力半径的四倍。对于任意截面形状的管道，其水力半径等于管道戳面积与周长之比．所以长和宽分别为A和B的矩形管道，其当量直径对于任意截面形状管道的当量直径，都可按截面积的四倍和截面周长之比计算，因此，雷诺数的计算公式为

雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律．流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速υ与最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。下图表示光滑管道的雷诺数ReD与速度比V/Vmax的关系。光滑管的管道雷诺数Rep与速度比V/Vmax的关系试验表明，外部条件几何相似时(几何相似的管子，流体流过几何相似的物体等)，若它们的雷诺数相等，则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似)。这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础。可见，雷诺数确切地反映了流体的流动特性是流量测量中常用的参数． 2．雷诺数实验表明真正决定液流流动状态的是用管内的平均流速v、液体的运动粘度ν、管径d三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数，即上临界雷诺数和下临界雷诺数临界雷诺数：

管道水力计算

管道水力计算新大技术研究所：戴颂周 2012 年3 月2 日

目录第一章单相液体管内流动和管道水力计算 (3) 第一节流体总流的伯努利方程 (3) 一、流体总流的伯努利方程 (3) 二、流体流动的水力损失 (3) 第二节流体运动的两种状态 (6) 一、雷诺实验 (6) 二、雷诺数 (7) 三、圆管中紊流的运动学特征—速度分布 (7) 四、雷诺数算图 (8) 第三节沿程水力损失 (9) 一、计算方法： (9) 第四节局部水力损失 (14) 第五节管道的水力计算 (17) 一、管道流体的允许流速（经济流速供参考） (17) 二、简单管道的水力计算 (19) 第二章玻璃钢管道水力计算 (20) 第一节玻璃钢管道水力计算公式 (20) 一、玻璃钢管道水力计算公式 (20) 二、管道水力压降曲线 (21) 三、常用液体压降的换算 (21) 四、常用管件压降 (23) 第二节油气集输管道压降计算 (24) 第三节玻璃钢输水管线的水力学特性 (25) 一、玻璃钢输水管水流量计算 (25) 二、玻璃钢输水管水击强度计算 (25) 第三章管道水力学计算中应注意的几个问题 (28) 一、热油管道的工艺计算 (28) 二、油水两相液体的工艺计算 (28) 三、地形变化时的水力坡降 (30)

第一章单相液体管内流动和管道水力计算第一节流体总流的伯努利方程一、流体总流的伯努利方程 1. 流体总流的伯努利方程式（能量方式） =++g c g P Z 22 1111αρw h g c g P Z +++22 2222αρ 2. 方程的分析 (1) 方程的意义物理意义：不可压缩的实际流体在管道内流动时的能量守恒，或者说，上游机械能=下游机械能+能量的损失。 (2) 各项的意义 -21,z z 单位重量流体所具有的位能，或位置水头，m ，即起点、终点标高。-g p g p ρρ/,/21单位重量流体所具有的压能，或压强水头，m ；即P 1 P 2为起点、终点液流压力，-g c g c 2/,2/2 22211αα单位重量流体所具有的动能，或速度水头， m ；即C 1 C 2为液流起、终点的流速。 -21,αα单位重量流体的动能修正系数；-w h 单位重量流体流动过程的水力损失，m 。二、流体流动的水力损失 1. 水力损失的计算液体所以能在管道中流动，是由于泵或自然位差提供的能量。液体流动过程中与各种管道、阀件、管件发生摩擦或撞击而产生阻力。同时液体质点间的互相摩擦和撞击也要产生阻力。为了使液体继续流动，就必须供给能量，以克服这些阻力。用于克服液流阻力的能量，就是管路摩阻损失。水力损失一般包括两项，即沿程损失 f h 与局部损失 m h 。因此，流体流动时上、下游截面间的总水力损失 w h 应等于两截面间的所有沿程损失与局部损失之和，即

电潜泵采油技术

电潜泵采油工艺目录第一节电潜泵工作原理及系统组成 (2) 第二节电潜泵管柱及测试 (21) 第三节电潜泵井工况分析及故障处理 (25) 第四节电潜泵采油的发展趋势 (38)

电潜泵采油是为适应经济有效地开采地下石油而逐渐发展起来日趋成熟的一种人工采油方式。它具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。自1928年第一台电潜泵投人使用以来，经过20世纪70年的发展，电潜泵采油在井下机组设计、制造及油井选择、机组选型成套、工况监测诊断及保护、分层开采和测试等配套工艺方面日臻完善，在制造适应高温、高粘度。高含砂、高含气、含H2S和CO2等恶劣环境的电潜泵机组方面也取得了很大进展。不仅用于油井采油，还用于气井排液采气和水井采水注水。本章着重介绍电潜泵的工作原理、系统组成、地面控制及管柱结构、油井选井、机组配套、工况监测、工况分析、故障诊断、油井分层开采和测试等配套工艺技术。第一节电潜泵工作原理及系统组成一、电潜泵工作原理电潜泵是由多级叶导轮串接起来的一种电动离心泵，除了其直径小长度长外，工作原理与普通离心泵没有多大差别，原理图如图3一1所示。其工作原理是：当潜油电机带动泵轴上的叶导轮高速旋转时，处于叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，其压力和速度同时增加，在导轮的进一步作用下速度能又转变成压能，同时流向下一级叶轮人口。如此逐次地通过多级叶导轮的作用，流体压能逐次增高而在获得足以克服泵出口以后管路阻力的能量时而流至地面，达到石油开采的目的。表述电潜泵性能的主要参数有：额定排量Q、额定扬程（压头）H。额定轴功率P、额定效率、额定转速n等参数。电潜泵的额定排量和效率取决于泵型，额定扬程决定于泵型和级数，额定轴功率由额定排量和扬程确定，额定转速取决于电机结图3-1 电潜泵工作原理图构。二、电潜泵系统组成及作用电潜泵采油系统由井下和地面两部分组成，如图3一2所示。 1．井下系统组成及作用电潜泵井下系统主要由电机。潜油泵、保护器、分离器、测压装置（PSI／PHD）、动力电缆、单流阀、测压阀／泄油阀、扶正器等组成。（1）电机电潜泵电机又叫潜油电机，它是电潜泵机组的原动机，一般位于最下端。它是三相鼠笼异步电机，其工作原理与普通三相异步电机一样，把电能转变成机械能。但是，它与普通电机相比，具有以下特点：机身细长，一般直径160mm以下，长度5～10m，有的更长，长径比达28.3～125.2；转轴为空心，便于循环冷却电机；启动转矩大，0.3s即可达到额定转速；转动惯量小，滑行时间一般不超过3s；绝缘等级高，绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用；电机内腔充满电机油以隔绝井液和便于散热；有专门的井液与电机油的隔离密封装置一一保护器。潜油电机结构如图3—3所示，它由定子、转子、止推轴承和机油循环冷却系统等部分组成。

管道流量计算汇总

请教：已知管道直径D，管道压力P，能否求管道中流体的流速和流量？怎么求已知管道直径D，管道压力P，还不能求管道中流体的流速和流量。你设想管道末端有一阀门，并关闭的管有压力P，可管流量为零。管流量不是由管压力决定，而是由管沿途压力下降坡度决定的。所以一定要说明管道的长度和管道两端的压力差是多少才能求管道的流速和流量。对于有压管流，计算步骤如下： 1、计算管道的比阻S，如果是旧铸铁管或旧钢管，可用舍维列夫公式计算管道比阻s=0.001736/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算，或查有关表格； 2、确定管道两端的作用水头差H=P/(ρg)，)，H 以m为单位；P为管道两端的压强差(不是某一断面的压强），P以Pa为单位； 3、计算流量Q：Q = (H/sL)^(1/2) 4、流速V=4Q/(3.1416d^2) 式中：Q――流量，以m^3/s为单位；H――管道起端与末端的水头差，以m^为单位；L――管道起端至末端的长度，以m为单位。管道中流量与压力的关系管道中流速、流量与压力的关系流速:V=C√(RJ)=C√[PR/(ρgL)] 流量：Q=CA√(RJ)=√[P/(ρgSL)] 式中：C――管道的谢才系数；L――管道长度；P――管道两端的压力差；R――管道的水力半径；ρ――液体密度；g――重力加速度；S――管道的摩阻。管道的径和压力流量的关系似呼题目表达的意思是：压力损失与管道径、流量之间的关系，如果是这个问题，则正确的答案应该是：压力损失与流量的平方成正比，与径5.33方成反比，即流量越大压力损失越大，管径越大压力损失越小，其定量关系可用下式表示：压力损失（水头损失）公式（阻力平方区） h=10.3*n^2 * L* Q^2/d^5.33 上式严格说是水头损失公式，水头损失乘以流体重度后才是压力损失。式中n――管壁粗糙度；L――管长；Q――流量；d――管径在已知水管:管道压力0.3Mp、管道长度330、管道口径200、怎么算出流速与每小时流量？管道压力0.3Mp、如把阀门关了，水流速与流量均为零。（应提允许压力降）管道长度330、管道口径200、缺小单位，管道长度330米？管道径200为毫米？其中有无阀门与弯头，包括其形状与形式。水管道是钢是铸铁等其他材料，其壁光滑程度不一样。所以无法计算。如果是工程上大概数，则工程中水平均流速大约在0.5－－1米/秒左右，则每小时的流量为：0.2×0.2×0.785×1（米/秒，设定值）×3600＝113（立方/小时）管道每米的压力降可按下式计算：

流量计算公式

流量计算公式（1）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为：式中，q f为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；F G为相对密度系数，ε为可膨胀系数；F Z为超压缩因子；F T为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。（2）速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有： ①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为：式中n为涡轮转速；q v为体积流量；A为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关的参数；B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。 ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量（雷诺数）范围内，旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。涡街流量计的理论流量方程为：

浅谈电潜泵采油工艺及采油技术的发展

浅谈电潜泵采油工艺及采油技术的发展摘要：本文主要介绍了电潜泵采油工艺和采油技术，并说明了国内外电潜泵的发展情况，明确了新型电潜泵的发展趋势，着重阐述了电潜泵采油工艺中所出现的新技术和新工艺。关键词：电潜泵、石油、采油、新进展石油是我国能源行业极为重要的一部分，其对于我国经济发展的重要性已经被人们深刻的认识到，受到了广泛的关注。电潜泵采油工艺以其优越的性能、良好的效率及较高的自动化程度，受到了广泛的关注与应用。一、电潜泵采油工艺和采油技术概况电潜泵（ESP）的全称为电动潜油离心泵（Electrical submersible pump，简称为电潜泵）电潜泵是通过电动机以及多级的离心泵进入到采油井的石油液面下进行抽油的举升设备。电动潜油离心泵作为石油工业中的一种举升设备，主要作用在于能够将电动机和多级离心泵置入油井中的液面下实施抽油工作。潜油泵工作的基本原理是地面的电源在经过电压器的转换、控制屏，在通过电缆，为井下电机传输电能。井下电机再驱动多级离心泵的叶轮持续旋转，从而把电能转变为机械能，即能够把井液抬升至地面。由于电潜泵具有较为显著的优势，如设备结构简单、操作方便、工作效率较高，使用电潜泵的油井产液量超过传统杆式泵的2倍，且为全自动化装置，在非自喷高产井、高含水井和海上油田均有不同范围的应用，是时候开采中后期强采的有效途径之一，能够保障油井产量的稳定、高效，并提高经济效益。二、国内外电潜泵发展状况电潜泵采油技术发展中，各国的发展水平都不一致，美国是电潜泵采油技术水平最高的国家，而前苏联则是产量最大的国家，大约有56%的石油产量来自于电潜泵。国外的电潜泵呈现出大排量、大功率以及较高的可靠性和较高的耐高温和高压的发展趋势。同时也向着自动化、智能化以及遥控检测的方向发展，从而有效提高了电潜泵的适用范围和适用的时间，从而有效降低了生产的成本。上世纪90年代，我国从美国引进了电潜泵整机以及散件等设备，并在各大油田实现了推广，具有良好的使用效果，为各大油田的中期和后期的开采创造了良好的技术环境。某油田电潜泵采油井占据了机械采油井总数大约10%，而井液的产出量占据总体产液量的30%左右，成为了油田保证石油产量和石油质量的主要方式之一。经过一段时间的发展，我国也已经出现了十余家电潜泵的生产企业，电潜泵的产品批量出口到了俄罗斯。随着相关技术的发展，电潜泵的采油技术也随之不断更新和发展。

流体力学计算公式

1、单位质量力：m F f B B = 2、流体的运动粘度：ρ μ=v （μ[动力]粘度，ρ密度） 3、压缩系数：dp d dp dV V ρρκ?=?-=11（κ的单位是N m 2）体积模量为压缩系数的倒数 4、体积膨胀系数：dT d dT dV V v ρρα?-=?=11（v α的单位是C K ?1,1） 5、牛顿内摩擦定律：为液体厚）为运动速度，以应力表示为y u dy du dy du A T (,μτμ== 6、静止液体某点压强：为该点到液面的距离）h gh p z z g p p ()(000ρρ+=-+= 7、静水总压力： )h (为受压面积，为受压面形心淹没深度为静水总压力，A p ghA A p p c ρ== 8、元流伯努利方程;'2221112w h g p z g u g p z ++=++ρρ('w h 为粘性流体元流单位重量流体由过流断面1-1运动至过流断面2-2的机械能损失，z 为某点的位置高度或位置水头，g p ρ为测压管高度或压强水头，g u ρ2是单位流体具有的动能，u gh g p p g u 22'=-=ρ，u gh C g p p g C u 22'=-=ρC 是修正系数，数值接近于1） 9、总流伯努利方程:w h g v g p z g v g p z +++=++222 221221111αραρ(α为修正系数通常取1） 10、文丘里流量计测管道流量：)21)(41()()(42 122211g d d d k h k g p z g p z k Q -=?=+-+=πμρρμ 11、沿程水头损失一般表达式：g v d l h f 22 λ=（l 为管长，d 为管径，v 为断面平均流速，g 为重力加速度，λ为沿程阻力系数）

(完整版)雷诺数计算公式.doc

雷诺数计算 R e vD 其中 D 为物体的几何限度（如直径）对于几何形状相似的管道，无论其 ρ、 v 、 D 、 η如何不同，只要比值 Re 相同，其流动情况就相同泊肃叶公式管的半径 R 管的长度 l 两端压强 p 1 , p 2 流体的粘度 ( p p 2 ) r 2 2 rl dv 0 1 dr Q V p 1 p 2 R 4 8 l / p 1 p 2 Q V 8 l R 4 萨瑟兰公式 Viscosity in gases arises principally from the molecular diffusion that transports momentum between layers of flow. The kinetic theory of gases allows accurate prediction of the behavior of gaseous viscosity. Within the regime where the theory is applicable: ? Viscosity is independent of pressure and ? Viscosity increases as temperature increases. James Clerk Maxwell published a famous paper in 1866 using the kinetic theory of gases to study gaseous viscosity. (Reference: J.C. Maxwell, "On the viscosity or

雷诺数计算公式之通用统一化改进设想带来的思考

雷诺数计算公式之通用统一化改进设想带来的思考 1 原雷诺数的定义及公式对于圆管内流动，定义的Reynolds数（雷诺数）计算公式：（无量纲）（1）式中——流体的流速，m/s； ——圆管的管径，m； ——流体的运动粘度，即粘度/动力粘度（N·s/m2）与[质量]密度的比值，单位为m2/s。猜想： 1.在流体流动附着或接触的交界面上，接触两者的性质参数会影响流动状态，所以应考虑两者的物性参数对流动研究对象的影响，而不是单一流体的参数。 2.界面上接触的两者的密度之差或比值，流通管道直径利用等效直径或等效园周长或等效湿周（考虑实际湿周和与空气接触边长的非湿周粘滞作用，非湿周可用系数修正效果），固体的硬度/弹性模量/屈服强度等应考虑到公式中去，流体或被研究对象的响应特性参数也应考虑进去； 3.基于现有公式的改进或全新构建，通过数值实验加以最接近的验证或实验验证。基于上述分析可提出或构建类似：界面阻力系数——影响如喷射雾化质量/物体运动稳定状态/车辆高速稳定性；应用领域：任何接触流动/滚动/复合接触的研究对象，都可以最后综合得出一个基于对象应用的界面综合阻力系数公式。如汽车行驶（地面与轮胎/车身与空气）/舰船航行（船身与水/船身与空气）。上述复合影响将统一到一起加以研究和解决，将会更加高效和便利。 2 原雷诺数应用变形公式对于一般流动，习惯利用水利半径代替雷诺数公式中的，则广义雷诺数计算公式变为（2）（3）式中——通流截面积，m2； ——通流截面与管道接触的湿周长度，m。对于液体，等于在通流截面上液体与固体接触的周界长度，不包括自由液面以上的气体与固体接触的部分；对于气体，等于通流截面的周界长度。

流体主要计算公式

主要的流体力学事件有： 1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。 1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。 1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。 1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。 1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。 1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。 19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。 1904年普朗特提出了边界层理论。 20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。流体力学内涵不断地得到了充实与提高。理想势流伯努利方程（3-14）或（3-15）物理意义:在同一恒定不可压缩流体重力势流中，理想流体各点的总比能相等即在整个势流场中，伯努利常数C 均相等。（应用条件：“”所示）符号说明物理意义几何意义单位重流体的位能（比位能）位置水头单位重流体的压能（比压能）压强水头单位重流体的动能（比动能）流速水头单位重流体总势能（比势能）测压管水头

总比能总水头二、沿流线的积分 1.只有重力作用的不可压缩恒定流，有 2.恒定流中流线与迹线重合：沿流线（或元流）的能量方程：（3-16）注意：积分常数C，在非粘性、不可压缩恒定流流动中，沿同一流线保持不变。一般不同流线各不相同（有旋流）。（应用条件：“”所示，可以是有旋流）流速势函数（势函数）观看录像>> ?存在条件：不可压缩无旋流，即或必要条件存在全微分d 直角坐标

电潜泵采油技术分析

74 目前常用的采油技术主要有自喷采油与人工举升采油两大类。人工举升采油是在地层能量无法满足自喷时，采用机械设备补充井筒能量，将井筒中原油举升至地面的采油方式。人工举升采油技术主要分为有杆泵采油、无杆泵采油以及气举采油三大类[1]。电潜泵采油技术是无杆泵采油技术的一种。本文对电潜泵采油技术进行分析。 1?电潜泵采油技术 1.1 电潜泵采油技术原理电潜泵采油技术采用油管将离心泵下入井筒，地面电源通过专用电缆线连接潜油电机，进而带动离心泵旋转，将井筒中原油举升至地面。电潜泵采油具有设备简单、采油效率高、排量大、自动化控制程度高等优点。其主要应用高含水油井、高产井等液量较大的油井，海上油田由于平台面积限制，也常采用电潜泵进行采油[2]。 1.2 电潜泵采油技术常见问题在电潜泵采油过程中，由于液量低、流体性质等影响常造成电潜泵异常。常见的有电潜泵不出液，电机烧坏以及机组过载等问题。造成电潜泵不出液的主要原因可分为泵轴断裂、叶轮磨损、泵发生气锁、管柱泄漏等；造成电潜泵电机损坏的主要原因可分为电机过载运行、液量低、电压过高等；造成泵机组过载的主要原因可分为，原油粘度大、电机不匹配、泵故障等[3] 。 1.3 电潜泵系统优化高气液比对电潜泵的影响较大，造成电潜泵剧烈震动，严重时造成电潜泵欠载停泵，同时气蚀损害缩短电潜泵寿命。因此，需保证电潜泵有足够的沉没度，降低进泵气液比。但电潜泵绝缘设备对温度具有一定的要求，温度过高，会引起电潜泵设备损坏。因此，确定下泵处温度也是十分必要的。一般可以通过井筒温度场分析，求得井筒温度变化。 2?电潜泵采油技术进展为了适应不同井况特征，满足复杂井况采油，电潜泵技术不断丰富发展。例如高粘流体性质电潜泵、耐腐蚀性电潜泵、高效多级电潜泵等。高粘流体性质电潜泵，通过悬挂式泵级设计，降低原油与叶轮之间的摩擦力，大大降低高粘原油举升的动力需求，提高举升效率；耐腐蚀性电潜泵，针对储层中硫化氢腐蚀性气体，设计了密封腔式波纹管阻止硫化氢气体的渗透。该密封室内有一个吸收硫化氢气体的净化室。一旦硫化氢气体渗入到密封室波纹管内，它将被其中设置的净化器吸收，防止了硫化氢对电机的侵蚀。 3?电潜泵发展方向近年来电潜泵采油技术的不断完善，但仍存在一定问题。电潜泵将朝着以下几个方向发展。①为降低电能消耗，发展变频电潜泵技术，降低开采成本；②为降低电潜泵的使用成本，需延长电潜泵的免修期、减少事故率；③提高电潜泵应用水平，完善选井、选泵优化设计、工况诊断技术。 4?结束语 1）在电潜泵采油过程中，常见的电潜泵异常问题有，电潜泵不出液、电机烧坏以及机组过载等问题。 2）高气液比对电潜泵的影响较大，为降低对电潜泵的影响，需对电潜泵的沉没度进行优化。 3）电潜泵未来发展将朝着节能化、低成本化方向发展。参考文献 [1]刘景忠. 电潜泵采油技术及其生产系统优化设计[J]. 中国高新技术企业，2014，（23）：11-12. [2]刘竟成，李颖川，陈征，等. 电潜泵（ESP）采油技术新进展[J]. 科技信息（科学教研），2008，（13）：28；55. [3]郑俊德，张仲宏. 国外电泵采油技术新进展[J]. 钻采工艺，2007（1）：68-71；147. 电潜泵采油技术分析罗鑫民西安石油大学陕西西安 710065 摘要：当地层能量充足的时候，油田可采用自喷方式采油，随着油田开采，地层能量的衰竭，需采用人工举升的方式，弥补地层能量的不足，采出地层中的原油。目前常用的人工举升方式有抽油机采油技术、螺杆泵采油技术以及电潜泵采油技术等。本文对电潜泵采油技术进行了分析。关键词：人工举升电潜泵采油发展趋势 Analysis?of?oil?production?technology?with?electric?submersible?pump Luo?Xinmin Xi ’an Shiyou University ，Xi'an 710065，China Abstract：When the energy of the formation is sufficient，the self-jetting method can be used to produce oil in oilfields. With the constant oilfield exploitation and development and the depletion of the formation energy，the artificial lifting method should be used to make up the energy lack of formation and exploit the crude oil in the formation. At present，the commonly used manual lifting methods include pumping technology，screw pump technology and electric submersible pump technology. This paper focuses on the oil recovery technology with electric submersible pump. Keywords：artificial lifting； electric submersible pump； oil production； development trend

海上油田电潜泵工况分析

海上油田电潜泵工况分析摘要以电潜泵的结构组成、工作原理为基础，结合电潜泵特性曲线分析电潜泵的工况，对电潜泵工况进行了分析，通过对一口井的电潜泵工况分析方法，应用到整个油田的电潜泵工况分析，判断油田的电潜泵是否处于合理的工作状况。通过本文的研究可以应用到油田电潜泵的管理及确定电潜泵的合理工况，延长电潜泵的寿命，提高原油的采收率、经济效益等。关键词电潜泵；结构组成；工作原理；工况分析 1绪论 1.1研究的目的和意义电潜泵是一种重要的机械采油设备，具有排量大、扬程高的优点。可广泛用于停喷后的高产油井、含水井、深井及海洋油田中，是油田实现高产稳产的重要手段。由于电潜泵具有排量大，适用于斜井和水平井，地面配套设备比较简单，电驱动容易实现等显著优点，因此利用电潜泵采油成为海上采油的主要手段之一。电潜泵工况分析就是对电潜泵的工作状况进行分析，它是电潜泵井管理非常重要的一项工作。通过工况分析，可以清楚地了解到电潜泵是否在合理的工作区内工作、电潜泵是否与油层供液能力相匹配、电机配备是否合理、油井含水、原油粘度和含气对泵效的影响程度等等。因此建立电潜泵工况分析系统，对于海上油田电潜泵的分析及现场生产指导具有重大的意义。 1.2研究的主要内容本文根据海上油气田的概况及电潜泵采油在平台的应用程度，提出了对该油气田电潜泵的工况分析课题，以电潜泵的结构组成、电潜泵的工作原理为基础，结合电潜泵的特性曲线来介绍电潜泵的工况分析步骤，对电潜泵来进行工况分析，以此分析方法应用到油田的电潜泵工况分析，然后对于油田的电潜泵故障诊断与排除进行研究。以此课题研究更清晰认识和掌握电潜泵工况分析的技术知识，给予油田确定电潜泵合理工况制度以及电潜泵管理带来方便。 2电潜泵的工作原理及安装方式 2.1电潜泵的工作原理电潜泵是由多级叶轮串接起来的一种电动离心泵，除了其直径小长度长外，工作原理与普通离心泵没有多大差别，其工作原理是：当潜油电机带动轴上的叶导轮高速旋转时，处于叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，其压力和速度同时增加，在导

流体主要计算公式

主要的流体力学事件有： ?1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。 ?1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。 ?1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。 ?1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。 ?1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。 ?1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。 ?19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。 ?1904年普朗特提出了边界层理论。 ?20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。流体力学内涵不断地得到了充实与提高。理想势流伯努利方程（3-14）或（3-15）物理意义:在同一恒定不可压缩流体重力势流中，理想流体各点的总比能相等即在整个势流场中，伯努利常数C 均相等。（应用条件：“”所示）符号说明

二、沿流线的积分 1.只有重力作用的不可压缩恒定流，有 2.恒定流中流线与迹线重合：沿流线（或元流）的能量方程：（3-16）注意：积分常数C，在非粘性、不可压缩恒定流流动中，沿同一流线保持不变。一般不同流线各不相同（有旋流）。（应用条件：“”所示，可以是有旋流）流速势函数（势函数）观看录像>> ?存在条件：不可压缩无旋流，即或必要条件存在全微分d 直角坐标

（3-19）式中： ——无旋运动的流速势函数，简称势函数。 ?势函数的拉普拉斯方程形式对于不可压缩的平面流体流动中，将（3-19）式代入连续性微分方程（3-18），有：或（3-20）适用条件：不可压缩流体的有势流动。点击这里练习一下极坐标（3-21）流函数 1.流函数存在条件：不可压缩流体平面流动。直角坐标连续性微分方程：必要条件存在全微分d y （3-22）式中：y——不可压缩流体平面流动的流函数。适用范围：无旋流、有旋流、实际流体、理想流体的不可压缩流体的平面流动。流函数的拉普拉斯方程形式

电潜泵采油技术

电潜泵采油技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电潜泵采油工艺目录第一节电潜泵工作原理及系统组成 (2) 第二节电潜泵管柱及测试 (26) 第三节电潜泵井工况分析及故障处理 (31) 第四节电潜泵采油的发展趋势 (47)

电潜泵采油是为适应经济有效地开采地下石油而逐渐发展起来日趋成熟的一种人工采油方式。它具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。自1928年第一台电潜泵投人使用以来，经过20世纪70年的发展，电潜泵采油在井下机组设计、制造及油井选择、机组选型成套、工况监测诊断及保护、分层开采和测试等配套工艺方面日臻完善，在制造适应高温、高粘度。高含砂、高含气、含H2S和CO2等恶劣环境的电潜泵机组方面也取得了很大进展。不仅用于油井采油，还用于气井排液采气和水井采水注水。本章着重介绍电潜泵的工作原理、系统组成、地面控制及管柱结构、油井选井、机组配套、工况监测、工况分析、故障诊断、油井分层开采和测试等配套工艺技术。第一节电潜泵工作原理及系统组成一、电潜泵工作原理电潜泵是由多级叶导轮串接起来的一种电动离心泵，除了其直径小长度长外，工作原理与普通离心泵没有多大差别，原理图如图3一1所示。其工作原理是：当潜油电机带动泵轴上的叶导轮高速旋转时，处于叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，其压力和速度同时增加，在导轮的进一步作用下速度能又转变成压能，同时流向下一级叶轮人口。如此逐次地通过多级叶导轮的作用，流体压能逐次增高而在获得足以克服泵出口以后管路阻力的能量时而流至地面，达到石油开采的目的。图3-1 电潜泵工作原理图表述电潜泵性能的主要参数有：额定排量Q、额定扬程（压头）H。额定轴功率 P、额定效率、额定转速n等参数。电潜泵的额定排量和效率取决于泵型，额定扬程决定于泵型和级数，额定轴功率由额定排量和扬程确定，额定转速取决于电机结构。二、电潜泵系统组成及作用电潜泵采油系统由井下和地面两部分组成，如图3一2所示。 1．井下系统组成及作用电潜泵井下系统主要由电机。潜油泵、保护器、分离器、测压装置（PSI／PHD）、动力电缆、单流阀、测压阀／泄油阀、扶正器等组成。（1）电机电潜泵电机又叫潜油电机，它是电潜泵机组的原动机，一般位于最下端。它是三相鼠笼异步电机，其工作原理与普通三相异步电机一样，把电能转变成机械能。但是，它与普通电机相比，具有以下特点：机身细长，一般直径160mm以下，长度5～10m，有的更长，长径比达 28.3～125.2；转轴为空心，便于循环冷却电机；启动转矩大，

流体力学的计算公式

流体力学的计算公式众所周知，锅炉之类的热力设备可以采用水封管作为限压装置。设备工作时，水封管内的水将设备与大气隔绝，使设备保持一定的压力。水封管内水的多少，即水封管内的实际水位的高低与设备汽压大小有关。汽压大，水位就高；汽压小，水位就低。当设备压力升至额定蒸汽压力时，水封管内的水位应该达到最高水位；而在设备压力稍微大于额定蒸汽压力时，水封管内的水应能立即被冲除掉，使设备内的蒸汽能够迅速得到排放。但是，水封管的内径必须足够大；以保证它的排汽能力大于设备的最大蒸发量，从而防止设备发生超压事故。《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第132条规定：“对于额定蒸汽压力小于等于0.1MPa的锅炉可以采用静重式安全阀或水封式安全装置。水封装置的水封管内径不应小于25mm”。《小型和常压热水锅炉安全监察规定》第二十八条要求：“水封管的内径应当根据锅炉的额定容量和压力确定，且内径不得小于25毫米”。但是，水封管的内径究竟应该根据什么样的公式去计算？这里没有具体加以规定。水封管的内径为何不能小于25mm？这里没有加以说明。 1 确定水封管内径的一种错误观点有人说，可以按安全阀的排放量计算公式去间接确定水封管的内径。笔者认为这是不对的。理由如下：其一，按流体力学，安全阀的局部阻碍因为其进出口呈直角型式，边壁是突变的，主流与边壁之间形成大尺度旋涡，蒸汽排放时能量损失很大；而水封管的边壁是渐变的，又不出现减速增压现象的部位，故蒸汽排放时的能量损失很小。其二，安全阀的出口之外肯定还有排汽管，它的排放量计算公式应该考虑这一额外的因素；而水封管却只相当于它的排汽管。其三，安全阀在排汽时，汽流还自始至终受到弹簧或者重锤施加的反方向作用力，能量损失非常之大；而水封管在排汽时却不会受到这样的反作用力，无此项能量损失。显然，安全阀排汽与水封管排汽区别太大，不能按安全阀排放量计算公式去确定水封管的内径。 2 用流体力学理论建立水封管内径计算方法为了正确确定水封管的应有内径，我们有必要按流体力学的理论来分析一下水封管的流动阻力和能量损失。蒸汽流过水封管时的阻力损失ΔP等于水封管进口压力P1与出口压力P2之差。管道的阻力损失 ΔP＝Pa（1）式中λ—管道摩擦系数； d —管道内径，m； ρ—流体的密度，k g／m3； u —流体在管内的流速，m／s； L—平直管段的总长度，m； Σξ—管道中各种局部阻力之和。管道的摩擦系数λ值取决于流体流动的雷诺数Re 和管壁的相对粗糙度。管壁的相对粗糙度等于管壁的绝对粗糙度（即管壁内凸起高度）K与管内径d之比。雷诺数Re =(2) 式中ν－流体运动粘滞系数，m2／s；其他符号说明同上。由于水封管进出口压差通常大于40000Pa，排汽时的流速都大于100m／s ，雷诺数Re 都大于80000000，所以蒸汽的流动状态为紊流流动，而且位于阻力平方区。在此区域内，摩擦阻力系数λ值仅取决于管壁的相对粗糙度，可以用尼古拉兹公式进行计算：λ＝（3）

流体的基本计算

1、液体压强计算计算公式；液体压强；在液体容器低、内壁、内部中，由液体所产生的液体压强，简称液压。 2、喷嘴射流速度及流量深度△Z 液体密度ρ出口直径D 流量系数C 出口速度计算公式；体积流量计算公式；质量流量计算公式；

3、限孔流场计算入口直径Di 出口直径Do 压力差△p 流体密度ρ 入口速度计算公式；出口速度计算公式；体积流量计算公式；质量力量计算公式；

4、运动粘度运动粘度μ密度ρ 运动粘度计算公式；运动粘度；运动粘度即流体的运动粘度与同温度下该流体密度ρ之比。动力粘度； Μ动力粘度【Pa。s】或【N。S/m2】或【kg/（m。s）】；也被称为动态粘度、绝对粘度或简单粘度，定义为应力与应变速率之比，其数值上等于面积为1m2相距1m的两平板，以1m/s的速度作为相对运动时，因之存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。 5、雷诺数特征速度v 特征长度L 运动粘度V 动力粘度μ密度ρ 雷诺数计算公式；雷诺数；

一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。利用雷诺数可区分为流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受的阻力。 6、韦伯数流体密度ρ特征速度v 特征长度L 秒面张力σ 韦伯数计算公式；韦伯数韦伯数是流体力学中的一个无量纲数。当不同的流体之间有交界面时，尤其在多相流中交界面的曲率较大时，它用来分析流体运动。 7、马赫数流体速度v 马赫数计算公式；马赫数；流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数，定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比。 8、水力半径和水力直径流动截面积A 圆周Pw 水力半径计算公式水力直径计算公式水力半径；是水力学中的一个专有名称，指某输水断面的过流面积与输水断水面和接触的边长（圆周）之比，与断面形状有关，常用于计算渠道隧道的输水能力。水力直径；