[发明专利]一种稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距确定方法

摘要

一种稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距确定方法，属于在稠油冷采的油井，利用同轴双空心抽油杆配合螺杆泵的采油技术领域。建立防冲距调整长度的数学模型并求解，确定稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距最适合的长度，提高螺杆泵的泵效；本发明有益的效果：建立防冲距调整长度的数学模型并求解，确定稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距最适合的长度，提高螺杆泵的泵效。

主权项

一种稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距确定方法，其特征在于建立防冲距调整长度的数学模型并求解，确定稠油冷采用同轴双空心抽油杆的螺杆泵防冲距最适合的长度，提高螺杆泵的泵效；步骤如下：步骤1、采集下入同轴式双空心抽油杆的油井参数和同轴式双空心抽油杆的技术参数：a、每千米同轴式双空心抽油杆内循环水的质量M，采用：600kg/千米；同轴式双空心抽油杆有中心通道和外环通道，内循环水的质量M是两个通道内循环水质量M之和；b、同轴式双空心抽油杆每米质量，单位：kg/m；c、同轴式双空心抽油杆每千米的伸长量，m/千米；d、油井井口回压P₁，单位：MPa；油井井口回压P₁的确定方法：油井最高允许回压按下列规定确定：机械采油井宜为1.0‑1.5MPa；低产油田的机械采油井采用管道集输时，井口回压可为1.0‑2.5MPa；e、油管横截面面积Ac，单位：mm²；是指内径为76mm(外径89mm)的加厚油管内横截面面积；油管横截面面积Ac取4534.16mm²；f、同轴式双空心抽油杆横截面面积S，单位：mm²；取1384.74mm²;g、在同轴式双空心抽油杆内循环的循环水的压力P₂，单位：MPa；i、所述的同轴式双空心抽油杆循环水进口温度t，单位：℃；j、同轴式双空心抽油杆循环水进口温度C，单位：℃；K、防冲距的长度H，单位：m；步骤2、将采集的参数带入油井的数学模型；防冲距的长度H的关系函数；$\mathrm{\Δt}(H,\mathrm{\Δt})=\frac{6.78\mathrm{EIM}}{{\left[A_c\mathrm{\πH\Δt}\right]}^{1/2}}\mathrm{exq}\{\frac{1+F{r}^2{k}_1}{16\mathrm{H\Δ}}-k_2\mathrm{\Δt}\}\left(\frac{\∂r}{\∂H}\right)+\frac{k_2}{k_1\mathrm{\Σ}{k}_i}\·\frac{p_1+\mathrm{\Σ}{p}_i{p}_2}{\mathrm{\Σ}{p}_i}[1+\exp \left(\frac{{-r}^2\mathrm{H\Δt}}{\mathrm{ET}}\right)]\left(\frac{\∂r}{\∂H}\right)$其中:Δt为同轴双空心杆进出口温度差，单位：℃；M为同轴式双空心抽油杆内热载体软化水的水量，单位：kg/千米；K₁为同轴式双空心抽油杆内热载体软化水的流动速率；ΣK_i为一级动力学转化速率，取0.55～0.60；P₁为油井井口回压，单位：MPa；P₂为在同轴式双空心抽油杆内循环的循环水的压力，单位：MPa；K₂为亨利常数；这里指O2的亨利常数4.40×10⁶；Σp_i为分配系数；指一定温度下,处于平衡状态时，水与空气在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比；Ac为油管横截面面积，单位：mm²；S为同轴式双空心抽油杆横截面面积，单位：mm²;F为同轴式双空心抽油杆每千米的伸长量，m/千米；取0.923m/千米。E为双空心抽油杆的弹性模量，单位：Pa；I为双空心抽油杆的极惯性矩，单位：m⁴；所述的防冲距H，具体计算方法是通过有限差分法和打靶法结合起来的迭代法求解；有限差分法微分方程和积分微分方程数值解的方法；把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替，这些离散点称作网格的节点；把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似；把原方程和定解条件中的微商用差商来近似，积分用积分和来近似，于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组，即有限差分方程组，解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解；然后再利用插值方法便可以从离散解得到定解问题在整个区域上的近似解。