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第一章 人工举升系统1

1.1 绪论1

1.11 人工举升目的3

1.12 人工举升系统中多相流相关式的利用4

1.121 引言4

1.122 多相流相关式的应用4

1.1221 粘度4

1.1222 滑脱或漏落的影响7

1.123 多相流小结10

第二章 游梁式抽油：设计和分析12

2.1 绪论12

2.2 一般的考虑12

2.3 井下泵15

2.31 油管泵16

2.311 按工作筒类型分类的油管泵16

2.312 按固定凡尔类型分类的油管泵16

3.313 按活塞类型分类的油管泵17

2.32 插入泵18

2.34 抽汲循环19

2.33 套管泵19

2.35 API泵的分类法21

2.36 泵尺寸的选择21

2.4 抽油杆柱的一般研究28

2.41 抽油杆柱的设计30

2.42 改进的古德曼应力图34

2.5 抽汲运动36

2.51 简谐运动(SHM)36

2.52 曲柄连杆运动37

2.53 抽汲运动对游梁式抽油机结构载荷和抽油杆载荷的影响39

2.6 曲柄-连杆比对第Ⅰ类和第Ⅲ类连杆系统几何外形的影响43

2.7 有效活塞冲程44

2.71 抽油杆和油管的伸长--单级杆柱45

2.72 抽油杆的伸长--级次杆柱46

2.73 活塞的超行程46

2.731 柯伯利方法46

2.8 地面设备的计算51

2.81 平衡51

2.82 扭矩的研究55

2.821 扭矩系数55

2.822 游梁和抽油杆抽汲系统中能量保护的一个重要方面58

2.84 原动机功率要求60

2.83 原动机60

2.841 净举升高度61

2.842 摩擦马力62

2.843 周期载荷系数(CLF)63

2.844 游梁和抽油杆抽汲系统的地面效率63

2.845 近似功率公式67

2.85 减速器和发动机皮带轮尺寸71

2.86 API抽油机参数72

2.9 API建议的设计方法74

2.10 示功仪和示功图85

2.101 示功仪卡片(示功图)86

2.102 直观解释的限制88

2.103 按示功仪卡片求载荷90

2.104 按示功仪卡片求平衡效应92

2.105 按示功仪卡片求光杆马力92

2.106 按示功仪卡片求扭矩93

2.107 影响示功仪卡片形状的因素103

2.108 允许载荷图106

2.11 在游梁和抽油杆系统中非同步抽汲速度107

2.12 游梁抽油机的几何外形及其对抽油杆、抽油机载荷和泵行程的影响108

2.13 现代预测技术110

2.131 预测光杆示功仪卡片的形状118

2.14 诊断技术119

2.15 游梁和抽油杆油汲系统中的惯性扭矩121

2.151 考虑惯性扭矩时两种不同几何外形的游梁和抽油杆式抽油杆式抽油机的性能比较123

符号129

参考文献131

第三章 气举133

3.1 绪论133

3.11 连续气举和间歇气举的定义133

3.22 气举凡尔命名135

3.23 设计要求135

3.21 引言135

3.2 气举凡尔性能135

3.231 连续气举136

3.232 间歇气举136

3.24 压力、面积和作用力的关系137

3.25 套压控制凡尔139

3.251 有充压气室作为加载元件的不平衡式风包凡尔139

3.2511 工作条件下的凡尔打开压力139

3.2512 工作条件下的凡尔关闭压力141

3.2513 工作压差142

3.2514 凡尔处的气压143

3.2515 试验架打开压力146

3.2516 标准气压控制凡尔的综合例题147

3.252 有充压气室和弹簧作为加载元件的不平衡式风包凡尔149

3.2521 工作条件下的凡尔打开压力149

3.2522 工作条件下的凡尔关闭压力150

3.2523 工作压差151

2.2524 综合例题151

3.253 平衡式气压控制凡尔154

3.254 导向凡尔155

2.26 节流式压力凡尔157

3.255 气体流动157

3.27 液压控制凡尔159

3.271 工作条件下的凡尔打开压力159

3.272 工作条件下的凡尔关闭压力161

3.273 试验架打开压力162

3.274 液压凡尔综合例题163

3.275 气体流动特性165

3.276 差动式凡尔166

3.2761 实际工作条件下差动凡尔的打开压力166

3.2762 工作条件下差动凡尔的关闭压力166

3.2763 差动凡尔的试验架调节步骤167

3.29 动态研究168

3.291 风包伸缩行程和风包防护措施168

3.28 复合式凡尔168

3.292 风包负载比170

3.293 气压凡尔170

3.210 课堂作业170

3.3 气举装置的类型175

3.31 引言175

3.32 开式装置175

3.33 半闭式装置176

3.351 引言177

3.34 闭式装置177

3.35 箱式气举装置177

3.352 标准双封隔器箱式装置178

3.353 插入型箱式装置178

3.354 回流型箱式装置178

3.355 适于厚层段并可节约气量的箱式装置180

3.356 防砂用箱式装置180

3.357 裸眼完井用箱式装置181

3.358 适用套管状况不佳、长射孔井段或裸眼井段的箱式装置181

3.3510 自动排气的箱式装置182

3.359 集液箱位于封隔器之上的箱式装置182

3.36 用小口径油管气举的装置185

3.37 双层气举装置188

3.38 用封隔装置的气举装置189

3.39 环空举油的气举装置189

3.310 反洗注入井用气举装置190

3.4 气举装置的设计192

3.41 引言192

3.422 设计连续气举装置要考虑的因素193

3.4221 连续气举凡尔的技术要求193

3.421 引言193

3.42 连续气举的设计193

3.4222 分离器压力和井口流压194

3.4223 顶部凡尔的定位194

3.4224 注气压力和注气量195

3.4225 井底温度和流动温度梯度195

3.4226 卸载梯度和气举凡尔的分布201

3.4227 流道尺寸和产液量201

3.4228 凡尔的调节201

3.4229 用于连续气举装置的近似计算法201

3.42210 气举装置类型202

3.4231 确定注气点203

3.42211 多相流相关式的应用203

3.423 连续气举装置的设计步骤203

3.4232 根据佩德罗·雷诺尔特法确定气举可能的产量210

3.424 连续气举井的经济分析(佩德罗·雷诺尔特)238

3.4241 引言238

3.4242 例题238

3.425 维克托·米切尔(Victor Mitchell)，杰塞斯·帕切柯(Jesus Pacheco)根据最经济注气量设计连续气举装置的方法244

3.4251 引言244

3.4252 确定井口不变的最经济总气液化245

3.4253 确定井口压力变化的最经济气液化256

3.4261 引言273

3.426 连续气举系统的优选273

3.4262 按最高产量优选的连续气举设计274

3.4263 井口压力不变的解法274

3.4264 井口压力变化的解法283

3.4265 结论与建议290

3.4266 经济优选的现场实例291

3.427 气举参数的选择295

3.4271 引言295

3.4272 米切尔作图法296

3.4273 选择连续气举参数的专门设计303

3.428 新的气举原理--贾安·福斯梯内里提出的两步气举装置309

3.4281 引言309

3.4282 两步气举法介绍310

3.4283 推荐用于两步气举装置的井身结构311

3.4234 两步气举法例题315

3.4235 结论324

3.429 连续气举凡尔的分布325

3.4291 引言325

3.4292 各类连续气举凡尔的通用设计及其分布325

3.4293 气压控制凡尔的设计方法(假定凡尔间的地面关闭压力降为10～20磅/英寸2)333

3.4294 液压控制凡尔(充压气室)的分布和设计方法--通用设计337

3.4295 复合式凡尔的分布和设计方法338

3.4296 弹簧加载式液压控制凡尔的设计实例339

3.4297 其他的凡尔分布方法342

3.4298 有关凡尔分布的讨论346

3.4299 用差动式凡尔进行连续气举设计350

3.42910 全平衡式连续气举凡尔的分布352

3.42911 比例反应式凡尔354

3.4210 定向井的连续气举368

3.42101 引言368

3.42102 计算斜井压力损失的方法369

3.42104 例题和讨论370

3.42103 气举装置的设计370

3.42105 小结373

3.4211 连续气举设计的合理步骤374

3.4212 课堂作业(连续气举设计)374

3.43 间歇气举装置的设计381

3.431 引言381

3.432 间歇气举循环381

3.433 间歇气举循环中压力记录的分析382

3.434 设计间歇气举装置中需要考虑的因素386

3.4341 装置类型386

3.4343 可利用的压力和凡尔的调节388

3.4342 顶部凡尔深度的定位388

3.4344 卸载梯度和凡尔分布391

3.4345 凡尔压力和油管举升载荷之间的压差391

3.4346 气举凡尔的孔径392

3.4347 采出率398

3.4348 间歇气举的需气量400

3.4349 循环周期和压力稳定时间401

3.43410 间歇气举的凡尔类型401

3.4351 引言405

3.435 间歇气举装置的设计和凡尔分布方法405

3.43412 间歇气举设计原理概要405

3.43411 间歇气举的单点和多点注气405

3.4352 间歇气举井的设计方法406

3.4353 图解法--气压控制凡尔(地面周期-时间控制)413

3.4354 解析法--气压控制凡尔(地面周期-时间控制)(两凡尔间压力降落25磅/英寸2)417

3.4355 图解法--气压控制凡尔(地面节流控制)(两凡尔间的地面打开压力降落25磅/英寸2)420

3.4356 气压控制凡尔--图解法；固定的凡尔关闭压力(周期-时间控制和节流控制)422

3.4357 多点注气液压控制凡尔的设计方法427

3.4358 间歇气举最佳设计方法432

3.4359 液压打开和气压关闭复合式凡尔的设计437

3.43510 全平衡式凡尔的设计方法443

3.43511 平衡式凡尔的设计例题(油井静液面较低，未压井)446

3.43512 间歇气举井箱式气举装置的设计447

3.436 间歇气举的详细设计--确定产量的一种方法465

3.4361 引言465

3.4362 加权平均井底流压的计算466

3.4363 间歇气举装置的详细设计473

3.437 间歇气举中各种变量的影响477

3.4371 间歇气举的详细设计--各种变量的影响477

3.4372 问题的计算机解479

3.438 课堂作业--间歇气举设计481

3.441 引言485

3.44 连续气举、标准间歇气举和箱式装置气举方法的比较485

3.442 改变静压的影响486

3.443 井口压力的影响487

3.444 采油指数的影响487

3.445 油管尺寸的影响488

3.446 漏失的影响489

3.447 地面注入压力的影响489

3.448 通过凡尔压差的影响492

3.449 压差和循环时间的影响492

3.4410 小结493

3.451 引言494

3.45 多层完井气举(杰丽.B.戴维斯和克米特.E.布朗)494

3.452 装置的类型495

3.4521 引言495

3.4522 平行油管柱装置495

3.4523 同心油管柱装置495

3.4524 两层混采495

3.453 用连续气举法开采两层时对双层装置的凡尔选择495

3.4531 引言495

3.4541 引言496

3.454 用间歇气举开采两层时双层装置的凡尔选择496

3.4542 液压打开和气压关闭复合式凡尔的两趟管柱496

3.4532 液压打开和气压(或液压)关闭复合式凡尔的两趟管柱496

3.4535 一趟液压控制凡尔管柱(依靠油管液压打开和关闭)和一趟气压控制凡尔管柱496

3.4534 气压控制凡尔的两趟管柱496

3.4533 液压控制凡尔的两趟管柱(打开与关闭都依靠油管液压)496

3.4543 导向凡尔的两趟管柱497

3.4544 标准气压控制风包凡尔的两趟管柱498

3.4545 液压控制凡尔的两趟管柱498

3.455 连续气举一层和间歇气举一层时双层装置的凡尔选择498

3.4551 液压打开和气压关闭复合凡尔的两趟管柱498

3.4553 气压控制风包式凡尔的两趟管柱499

3.4552 一趟气压控制风包式连续气举凡尔管柱和一趟导向控制间歇气举凡尔管柱499

3.4554 一趟液压控制凡尔管柱(用油管液压打开和关闭)和一趟气压控制风包式凡尔管柱500

3.4555 两趟液压控制凡尔管柱(用油管液压打开和关闭)500

3.456 双层气举装置的设计500

3.457 设计例题500

3.4571 例题1500

3.4572 例题2504

3.4573 例题3(装有凡尔短节)505

3.531 引言511

3.52 压缩机系统的分类511

3.53 压缩机系统的设计511

3.5 压缩机系统511

3.51 引言511

3.532 设计压缩机系统时要考虑的因素512

3.5321 全部矿区设备的位置514

3.5322 每口井的专用气举凡尔设计514

3.5323 需气量515

3.5324 注气压力515

3.5325 分离器压力和吸入压力515

3.5326 分配系统515

3.5327 低压集输系统517

3.53210 冻结条件(水化物)520

3.5328 补充气体的可行性520

3.5329 出售气体的可行性520

3.533 压缩机选择522

3.5331 引言522

3.5332 确定压缩机的规格522

3.54 循环压缩机系统的设计536

3.55 小结541

3.56 课堂作业541

3.6211 连续卸载过程543

3.621 卸载过程543

3.61 引言543

3.6 气举工作、分析和故障检查543

3.62 气举系统的工作543

3.6212 间歇卸载过程545

3.622 注气控制类型546

3.6221 节流控制(气嘴控制)546

3.6222 与气嘴结合使用的调节器控制547

3.6223 周期-时间控制器548

3.63 分析和故障检修550

3.631 引言550

3.6321 引言551

3.632 压力测量--连续气举551

3.6322 流压测量的假设情况552

3.6323 流压测量的油田情况555

3.633 流动温度测量--连续气举井559

3.634 流动压力和流动温度的综合测量(连续气举井)560

3.635 压力测量--间歇气举564

3.6351 引言564

3.6352 假设的压力测量565

3.6353 间歇井压力测量的油田情况567

3.6361 引言569

3.636 油井回声仪569

3.6362 回声仪测井的油田情况572

3.637 套管和油管压力的地面记录572

3.6371 引言572

3.6372 连续气举记录仪卡片574

3.6373 间歇气举记录仪卡片578

3.638 地面井口压力632

3.6381 引言632

3.6382 连续气举时回压的影响632

3.6383 间歇气举时回压的影响637

3.639 注气压力639

3.6310 注气量640

3.6311 总产气量641

3.6312 总采液量642

3.6313 出油管线和采油树的温度642

3.6314 其它642

3.6315 改善工作的油田情况643

3.6316 结束语644

附录645