井下電潛式往復(fù)泵舉升系統(tǒng)的井筒溫度場(chǎng)分布研究
2020-05-06 16:51:26力士霸泵業(yè)
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微元選取示意圖其中：K為傳熱系數(shù)，w/（m.IK）；F為井筒周圍地層溫度，F(xiàn)=T+m（H-Z），K；T為地面溫度，C；m為地溫梯度，/m；q為單位長(zhǎng)度上均攤的熱量，w/m傳熱系數(shù)K與井筒內(nèi)流體流動(dòng)情況有關(guān)，還與井身結(jié)構(gòu)有關(guān)對(duì)于一般的井身結(jié)構(gòu)，傳熱系數(shù)K為其中：a1為井筒內(nèi)流體的對(duì)流換熱系數(shù)，w/（m2°IK）；at為油管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m°IK）；Xe為油套環(huán)空內(nèi)流體的對(duì)流換熱系數(shù)，w/（m°IK）；U為套管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m.IK）；Xcc為水泥環(huán)的導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m°K）；d1為油管內(nèi)徑，m；（t為油管外徑，m；d3為套管內(nèi)徑，m；d4為套管外徑，m；（為水泥環(huán)外徑，m；R>為地層熱阻，且風(fēng)=1〔17 -0.29〕，Xf為地層導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m°K）；a為地層導(dǎo)溫系數(shù)，m /s；地層熱阻與時(shí)間有關(guān)。
根據(jù)不同井身結(jié)構(gòu)，可以計(jì)算得到傳熱系數(shù)，進(jìn)而求得方程（1）的解，得到各井段的溫度場(chǎng)2井筒內(nèi)溫度分布分析bookmark3度，w/m3計(jì)算結(jié)果分析對(duì)于井下電潛式往復(fù)泵，產(chǎn)液量與泵功率成比例，而電纜產(chǎn)生的熱流密度與電流平方成比例，所以電纜產(chǎn)熱可以作為產(chǎn)出流體的加熱電源。同時(shí)，電機(jī)也是產(chǎn)出流體的熱源。這對(duì)于舉升稠油和含蠟原油十分有利。
單位長(zhǎng)度電纜放熱量：其中：ft為單位長(zhǎng)度電纜的電阻P/m；I為電流，A泵要將流體舉升到地面，所要做的功為井筒溫度分段示意圖將和代入方程（1）并假定各井段的傳熱系數(shù)為常數(shù)，方程（1）可得到其解析解：1的數(shù)據(jù)，畫(huà)出油井產(chǎn)量為200m3/d，生產(chǎn)時(shí)間分別為1個(gè)星期1個(gè)月和2個(gè)月的井筒溫度變化曲線，如所示其中系列1的生產(chǎn)時(shí)間為1個(gè)星期，系列2的生產(chǎn)時(shí)間為1個(gè)月，系列3的生產(chǎn)時(shí)間為2個(gè)月。從可以得出：在油井產(chǎn)量一定時(shí)，隨著生產(chǎn)時(shí)間的增加，井筒中各部分的溫度有一定的升高，但溫度隨著生產(chǎn)時(shí)間變化而升高的幅度越來(lái)越小除此之外，井身結(jié)構(gòu)、水泥環(huán)厚度等也會(huì)影響井筒溫度場(chǎng)的分布。
4結(jié)論根據(jù)傳熱學(xué)和能量守恒原理，建立了井下電潛式往復(fù)泵井筒溫度場(chǎng)分布模型，并分段分析得到了各井段的解析解。
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