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井下电潜式往复泵举升系统的井筒温度场分布研究
2020-05-06 16:51:26力士霸泵业

微元选取示意图其中:K为传热系数,w/(m.IK);F为井筒周围地层温度,F=T+m(H-Z),K;T为地面温度,C;m为地温梯度,/m;q为单位长度上均摊的热量,w/m传热系数K与井筒内流体流动情况有关,还与井身结构有关对于一般的井身结构,传热系数K为其中:a1为井筒内流体的对流换热系数,w/(m2°IK);at为油管管壁的导热系数,w/(m°IK);Xe为油套环空内流体的对流换热系数,w/(m°IK);U为套管管壁的导热系数,w/(m.IK);Xcc为水泥环的导热系数,w/(m°K);d1为油管内径,m;(t为油管外径,m;d3为套管内径,m;d4为套管外径,m;(为水泥环外径,m;R>为地层热阻,且风=1〔17 -0.29〕,Xf为地层导热系数,w/(m°K);a为地层导温系数,m /s;地层热阻与时间有关。

根据不同井身结构,可以计算得到传热系数,进而求得方程(1)的解,得到各井段的温度场2井筒内温度分布分析bookmark3度,w/m3计算结果分析对于井下电潜式往复泵,产液量与泵功率成比例,而电缆产生的热流密度与电流平方成比例,所以电缆产热可以作为产出流体的加热电源。同时,电机也是产出流体的热源。这对于举升稠油和含蜡原油十分有利。

单位长度电缆放热量:其中:ft为单位长度电缆的电阻P/m;I为电流,A泵要将流体举升到地面,所要做的功为井筒温度分段示意图将和代入方程(1)并假定各井段的传热系数为常数,方程(1)可得到其解析解:1的数据,画出油井产量为200m3/d,生产时间分别为1个星期1个月和2个月的井筒温度变化曲线,如所示其中系列1的生产时间为1个星期,系列2的生产时间为1个月,系列3的生产时间为2个月。从可以得出:在油井产量一定时,随着生产时间的增加,井筒中各部分的温度有一定的升高,但温度随着生产时间变化而升高的幅度越来越小除此之外,井身结构、水泥环厚度等也会影响井筒温度场的分布。

4结论根据传热学和能量守恒原理,建立了井下电潜式往复泵井筒温度场分布模型,并分段分析得到了各井段的解析解。


井下电潜式往复泵举升系统的井筒温度场分布研究

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