论文部分内容阅读
该文首先对水驱与聚合物驱有杆泵抽油井生产系统中流体流动规律及生产特点进行了较为全面、系统的调研.依据非牛顿流体在多孔介质中渗流理论,并结合油井稳定试井资料,给出了聚驱采油井IPR曲线计算方法.根据非牛顿流体力学理论、气体动力学理论及有杆泵抽油特点,首次建立了泵内压力和泵充满系数计算模型.为检验上述模型,建立了泵油实验装置.首先观察并分析了泵抽时阀球的运动,然后应用能量守恒原理及连续性条件,考虑魏斯特法尔现象,导出稳定与非稳定两种情况下阀球的升程、速度和加速度表达式.室内测试与理论分析表明,聚合的浓度增加,阀球打开滞后角增大,泵排量系数降低.运用非牛顿流体力学理论和数理方法,结合抽油泵柱塞运动特点,首次提出了泵抽非牛顿流体时泵筒与柱塞同心和偏心两种情况下,泵筒缝隙流流速、流量方程,并讨论了n=1时牛顿流体的缝隙流动,到的流速、流量方程与目前国内外广泛应用的流速、流量方程完全一致.计算结果表明:偏心时缝隙漏失量大于同心时缝隙漏失量;随聚合物浓度升高,漏失量降低,这与该实验结果是吻合的.依据非牛顿流体力学理论及抽油特点,建立了杆管同心与偏心情况下速度、流量与压力梯度方程及其近似解,并计算了杆在不同位置时,不同的n值对应的速度分布.计算结果表明,环空中流体的速度随杆的上、下运动不断地变化,非牛顿性越强,速度分布越扁平,速度最大值越偏离杆管环空几何中心.运用能量守恒原理,建立了泵效、排量系数与泵入口、出口压力之间的关系,从而将整个井筒管流有机地结合起来,为有杆泵抽油系统分析中的流入与流出曲线计算、寻找提高泵排量系数的途径,奠定了坚实的理论基础.