井下電潛式往復泵舉升系統(tǒng)的井筒溫度場分布研究
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為單位長度上均攤的熱量，w/m傳熱系數(shù)K與井筒內(nèi)流體流動情況有關，還與井身結構有關對于一般的井身結構，傳熱系數(shù)K為其中：a1為井筒內(nèi)流體的對流換熱系數(shù)，w/（m2°IK）；at為油管管壁的導熱系數(shù)，w/（m°IK）；Xe為油套環(huán)空內(nèi)流體的對流換熱系數(shù)，w/（m°IK）；U為套管管壁的導熱系數(shù)，w/（m.IK）；Xcc為水泥環(huán)的導熱系數(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=1〔17 -0.29〕，Xf為地層導熱系數(shù)，w/（m°K）；a為地層導溫系數(shù)，m /s；地層熱阻與時間有關。
根據(jù)不同井身結構，可以計算得到傳熱系數(shù)，進而求得方程（1）的解，得到各井段的溫度場2井筒內(nèi)溫度分布分析bookmark3度，w/m3計算結果分析對于井下電潛式往復泵，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，電機也是產(chǎn)出流體的熱源。這對于舉升稠油和含蠟原油十分有利。
單位長度電纜放熱量：其中：ft為單位長度電纜的電阻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)，畫出油井產(chǎn)量為200m3/d，生產(chǎn)時間分別為1個星期1個月和2個月的井筒溫度變化曲線，如所示其中系列1的生產(chǎn)時間為1個星期，系列2的生產(chǎn)時間為1個月，系列3的生產(chǎn)時間為2個月。從可以得出：在油井產(chǎn)量一定時，隨著生產(chǎn)時間的增加，井筒中各部分的溫度有一定的升高，但溫度隨著生產(chǎn)時間變化而升高的幅度越來越小除此之外，井身結構、水泥環(huán)厚度等也會影響井筒溫度場的分布。
4結論根據(jù)傳熱學和能量守恒原理，建立了井下電潛式往復泵井筒溫度場分布模型，并分段分析得到了各井段的解析解。
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