多杯等流型气锚的研究与应用

Ｖ ＡＴ ——
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（） ２
式 中 ： 为抽 油机 井 上冲 程过 程 中的抽 液量 ； Ｑ Ａ 环为气锚 内外 管之 间 的环形过 流断 面 的面 积 。 由式 （ ～２ 可 以看 出 ， １ ） 常规 气锚 中的 ｖ 浮和 ｖ 下是 定值 ， 其 气液 分离 效果是 不可 改变 的 。 因此 ， 若想进 一步提 高 井 下油 气 的分离 效 果 ， 能通 过 减 小液 体 气锚 段 的 只 液体下 降速 度 。 型多 杯等 流型气 锚针 对这 个 问题 ， 新 在气 锚 中心管 上 安 装多 个 沉 降杯 ， 靠 近每 个 沉 降 在 杯 内侧底 部 的位 置 开数 个 进液 孔 ， 过 多个 沉 降杯 通 进 行气 液分离 。 油泵上 冲程 中 ， 个沉 降杯 中液流 抽 每 下降速 度变 为 ：
１பைடு நூலகம் ２
内 蒙古石 油４ ｒ Ｌ－ －
２ ｌ 年第 １ 期 ＯＯ ８
多杯 等 流型 气 锚 的研 究 与 应 用
邵 振 军
（ 庆 油 田海 拉 尔 石 油 勘 探 开 发 指 挥部 ， 蒙 古 海 拉 尔 大 内 ０１０） ２ ０ ８
摘 要 ： 据大 庆 外 围生 产 实际 ， 在装机功 率大 、 根 存 泵效低 ， 系统效 率低 、 能耗 高等 缺点 。 了满足 现 为 场 节能 降耗 的开发 需 要 ， 高抽 油机 井 的泵 效 ， 一 步降低机 采能耗 ， 提 进 实现单 井 节能 高效举 升 目的， 通 过 研 究 多杯 等流 型沉 降杯 实现 气液 分 离 ， 降低 液体 下降 速度 ， 有效 地提 高 气液 分 离效 率 的原 理 ， 建立 了 多杯 等流 型 气锚 的流动 方 程 ， 出 了水 力设 计 计 算 方法 ， 制 了多杯 等流 型 气锚 ， 给 研 实际应 用情 况 表 明 ， 应 用 多杯 等流 型气锚抽 油机 井泵 效平均 可提 高 ２ 以上 。 ５ 关键 词 ： 油机井 ； 效 ； 抽 泵 气锚 ； 力设计 水 中图分 类号 ： ３ ＋ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ６ ９ １ ２ １ ） ８ Ｏ ２ 一Ｏ ＴＥ９ ３ ３ Ａ １ ０ —７ ８ （０ ０ １一 １ ２ ２
流 量 系 数 。 现 定 义 流 量 比为 ８ ｑ／ 则 ： ＝ ｌｑ ， ８ ：
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型 见 图 ２ 其 流动 过 程为 孔 口的淹没 出流 。 ，
２ １ 流 动方程 ．
油井 采 出液流入 气锚 中心 管 的孔 口流 动物 理模
收稿 日期 ；ｏ Ｏ ３ ２ ２ １ —Ｏ —２ 作 者简介 ： 邵振 军 （９ ７ ） 男， １ ７ 一 ， 黑龙江大庆人 ， 硕士 ，０ １年毕 业于大庆石 油学院。２ ０ 毕业 于中 国地质 大学 （ ２０ ０ ７年 北
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（） ３
图 １ 等 流 型 气 锚 示 意
若 想 使气 锚获 得 较 好 的气 液 分离 效 果 ， 必须 使 液体 在气 锚段 向下流 动 的速度 小于 气泡在 液体 中的 上浮速 度 ， 新型 多杯 等流 型气锚 见 图 １ 。根 据斯托 克
式 中 ： 为沉 降杯 的个数 。 １ ２ 由式 （） ３ 可见 ， 通过 多 个 沉 降杯实 现气 液 分 离 ， 可将 沉 降杯 中液 体 下 降的 速度 减少 为 常规 气锚 的 １ ｎ ／ 。多杯 等流 型 气锚 的沉 降杯数 目一般 都 在 ５ ０个 以上 ， 以液流 下 降的速度 所 仅 仅是 常 规气 锚 的 几十 分 之 一 ， 时 甚至 是 几 百分 有 之 一 ， 提高 了气液 分离 效率 ， 这 使得 更多 的液 体流进 抽 油泵 ， 到 了提 高泵效 的 目的 。 达 ２ 水 力设计计 算
京 ）从 事 ９年 油 气 田 开发 工 作 ， 油 工程 师 。主 要 研 究 方 向 ： 油 工 艺应 用技 术研 究 。发 表 论 文 ６ ， 国家 ， 采 采 篇 获 专利 ２ ， 项 负责 主 持 ３项科 研 项 目的研 究 工作 。
２ １ 年第 １ 期 ００ ８
邵振 军 多 杯 等 流 型 气锚 的研 究 与应 用
１ 设计 原 理
式 中 ： 为常 数 ； Ｋ Ｄ为 气 泡直径 ｝ ｐ 井 下气 体 △ 为 和 液 体 的密 度 差 ； 为液 体 的 黏 度 。对 同一 Ｅ 井 而 ｌ 言 ， （） 式 １ 中各 参 数 均 为 常 数 ， 因此 ｖ 浮也 是 一个 常 数 。液 体下 降速度 ｖ 下可表示 为 ：
根 据大 庆外 围生 产实 际 ， 目前 举 升 工艺 以主要
定律可知气泡上浮速度 ｖ 浮的计算公式为：
ｖ － ＫＤ。 浮－ （） １
应用常 规有杆泵抽油技术为主， 由于大部分井属于 低产 井 ， 单井 平均产 液 能力相对 较 低 ， 在装机 功率 存 大、 抽油机 悬 点载荷 高 ， 系统效 率低 、 能耗 高等缺 点 。 为 了满足 现场 节 能降耗 的开发 需要 ， 现单 井节 能 实 高效 举 升 目的 ， 因此 ， 如何 提 高采 油 系 统效 率 ， 一 进 步降 低能耗 便成 为油 田生产 中亟待解决 的 问题 。在 抽 油 泵前 加装 气 锚 ， 实现 油气 分离 是 提 高抽 油 泵效 率 的有效 途径 之一 。 目前 ， 田生产 中使 用的常 规气 油 锚 主要 有贾 敏 筛式 气锚 ［ 迷 宫式 气锚 ［ 、 心 式气 、 ２偏 ］ 锚 Ｅ和 旋流 式 气锚 ［等 。这些 常规 气锚 的不 足之 处 。 ４ 是气 液分 离 区域短 ， 气体 很容 易充满 气锚 ， 气液分 离 效果 不佳 。 因此 提 出了新 型气锚 的设计 思路 和方 法 ， 按照这 一技 术 生产 的新型 多杯等 流型 气锚 已在大 庆 油 田和 辽河 油 田推广 应用 。