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(guān),還與井身結(jié)構(gòu)有關(guān)對于一般的井身結(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(guān)。
根據(jù)不同井身結(jié)構(gòu),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(jié)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(jié)構(gòu)、水泥環(huán)厚度等也會影響井筒溫度場的分布。
4結(jié)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。
為了更好地滿足人民群眾對美好生活的向往,作為支撐社會經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化健康有序發(fā)展的水務行業(yè),已進入從“粗放式發(fā)展”到“高質(zhì)量發(fā)展”,從“傳統(tǒng)模式驅(qū)動”到“創(chuàng)新模式驅(qū)動”的變革期,向著安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟、智慧的現(xiàn)代化城鎮(zhèn)水務體系發(fā)展目標前進。為了推廣先進做法和交流經(jīng)驗,《給水排水》雜志社聯(lián)合廣東粵海水務股份有限公司擬于2024年5月15-17日在廣東南沙舉辦“2024(第十屆)給水大會暨第二屆粵港澳大灣區(qū)水安全聯(lián)合創(chuàng)新中心論壇”,分設“智慧水務”“水廠改造”“二次供水”“管網(wǎng)運維”4個論壇,