系统的输入功率,其表达式为:
NjMin??pjM?QgBout (25)
⑤井下机组子系统的系统效率便可表示为:
?js?NjBoutNjMin (26)
(3)整个水力驱动螺杆泵采油装臵系统的系统总效率: 将上面确定好的各参数值代入式(19),便可求得整个水力驱动螺杆泵采油装臵系统的总效率。
五、水力活塞泵采油装臵系统
水力活塞泵采油装臵的系统组成与水力驱动单螺杆泵采油装臵的系统组成类似。也是由三部分组成:即井下部分、地面部分和联系地面和井下的中间部分。
井下部分是水力活塞泵采油装臵的核心机组,它由往复式液动机或活塞式液马达、往复式活塞泵、中间换向滑阀等部件组成,起着抽吸原油的主要作用;地面部分和中间联系部分的结构与作用与水力驱动单螺杆泵采油装臵系统的完全一致,在此不再多述。
其系统流程图也与水力驱动单螺杆泵采油装臵系统的流程图一致。所不同的就是井下机组部分的结构和工作原理。
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六、无杆泵采油装臵系统提高系统效率的措施
不论那种无杆泵采油装臵系统,要想提高其系统效率,必须从系统效率的组成入手,首先弄清组成系统效率的各部分效率,然后针对每一部分效率寻求其提高的途径,并给出有效的解决方法和措施。通过前面讲的三种无杆泵采油装臵的系统效率组成来看,有些是我们生产技术管理者可以办得到的;有些是需要我们提出建议,让有关部门进行协调才能够办到;有些可能在我们的范围内难以实现。
对于上述三种装臵的系统效率组成归纳起来,其提高效率的途径有:
1.提高电器设备的效率
电缆的输电效率和电机的效率。该两种效率的提高主要依托电器制造技术的进步,并由生产厂家实现。但从利用的角度来讲,在选用电机时,能用两极电极,就不要选用四极电机。因为极数越多,额定转速越低,但电机效率也越低。此外,在选配电机功率时,应合理匹配,避免盲目过大配备电机功率。否则,会使电机的功率利用率变低,出现大马拉小车的现象,整个系统效率降低,同时多余的功率要转化为热能,对周围环境不利。尤其潜油电机周围环境温度本来就很高,过剩的功率发出的热量会使电机周围局部温度更高,当散热不及时,会使造成电机绝缘耐温超标,烧毁电机现象发生。
如:电机功率计算值为41.6KW,考虑到功率储备可选择功率储备系数为1.2,则电机功率为49.92KW,圆整并向大取50 KW作
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为选择电机功率的依据,若刚好有50 KW的则定之,若没有此系列,则再向大靠选并最终定之。这是合理选配电机功率的方法。 2.提高泵效率
提高泵效可从两个方面着手,一是提高泵设计和制造时的效率特性,二是提高泵使用时的效率。
对于前者,主要由设计者和制造厂家来实现。设计、制造时应针对不同的对象要求,具体就是不同的油井条件,设计制造出相应的泵。亦即使泵系列化 ,不但具有常规系列不同规格的泵,而且应具有针对特殊工艺条件的特种泵系列。此外,提高设计、制造时的质量,尽量使提高泵的过流零部件、传动零部件等的局部效率。当然这与设计的科学合理性、制造精度等分不开。
对于后者,即提高泵使用时的效率是我们在座诸位主要关心的问题。下面重点介绍此部分内容。
(1)合理选择采油装臵类型
针对不同的油田区块、不同的油井条件(地质、油藏、井身结构、施工工艺、产能要求、井口安装条件等),选择合理的采油举升装臵类型是提高泵效和系统效率的首要条件。如:高含水、较低粘度、含气量较小,直井或斜井,要求中、大排量采液,应首先考虑选用电潜离心泵装臵;高粘度、高含气量、较高含砂量,直井或斜井,要求较小排量采液时,应首先考虑选用电潜螺杆泵装臵。选择了不适合或不太适合的采油装臵必然造成泵效和系统效率过低。
(2)针对油井条件合理选配泵型和辅助设备
在选择了合理的采油举升装臵类型后,针对某油井的具体条
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件,合理选配泵型规格和辅助设备,是提高泵效和系统效率的又一关键因素。这就是我们常开展的“某某装臵油井生产系统优化设计技术研究”中的核心内容。这就要求做到以下几点:
①掌握准确的油井原始数据资料,装臵设备原始资料; ②确立科学合理的优化设计原则、优化目标函数、约束条件和优化算法,;
③建立正确的设计计算数学模型。如:原油入井流动特性( 广义的IPR)的动态数模,井筒流动的垂直和倾斜管流数模,泵特性换算的方法和数模,井下环境温度场分布规律模型等。
④借助计算机开发先进合理的优化软件,建立合理的数据库便于数据资料的查询和使用。
总之,通过合理选配泵型和辅助设备,使其泵工作在高效区范围内。
(3)应具有完善的生产数据采集和工况诊断技术手段 装臵运行过程中,应及时地采集相关的生产数据资料,判断设备运行的状况,为操作、管理提供帮助。这就需有完善的数据采集硬件和软件系统,同时应具有科学合理的工况诊断技术和相应的监测分析软、硬件系统。因此,及时地采集生产数据,反馈给工况诊断系统,判明机组运行的状况,才能够为调参提供依据,使整个装臵系统高效、长期运行。
要想实现上述任务,最好的方法就是建立计算机辅助优化设计、自动数据采集和计算机辅助的工况诊断系统。 3.提高辅助设备的效率
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除上述讲的辅助设备,要与整个系统匹配选择来提高其运行效能外,辅助设备的系列化、合理作业的好坏也是其高效运行的关键。
总之,影响系统效率的因素很多,提高其效率的手段措施也很多,上述所列是归纳的主要措施。
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