摘 要：油田現(xiàn)有的抽油機(jī)井在井下工作時(shí)抽汲的是氣、油、水三相混合液。氣體是影響抽油泵泵效的主要因素，氣錨中的液相上升速度小于氣泡上升速度，氣液兩相才能分離。而氣泡在液相中的上升速度基本恒定，只有減小氣錨中液相上升速度，才能增大氣錨氣液分離效率。多杯等流型氣錨實(shí)現(xiàn)了氣錨縱向上任意部位進(jìn)液孔的進(jìn)液量近似相等，降低了液相的流動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)了氣液兩相的有效分離?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)913口井，試驗(yàn)后初期與試驗(yàn)前對(duì)比，平均單井增液14.7t/d（增加幅度28.6%），單井增油1.03t/d（增加幅度18.71%），泵效提高12.53%（增加幅度28.75%）;系統(tǒng)效率提高了5.37%（增加幅度21.3%），噸液百米耗電下降了0.21kW·h（下降幅度20.6%）。

關(guān)鍵詞：等流;多杯氣錨;氣液分離

1 概述

油田現(xiàn)有的抽油機(jī)井在井下工作時(shí)抽汲的是氣、油、水三相混合液?；旌弦褐械臍怏w對(duì)抽油泵的泵效影響很大，當(dāng)抽油泵沉沒(méi)度在正常范圍（150～500m）內(nèi)時(shí)，平均泵效僅為36.7%。如能將采出液在進(jìn)入泵筒之前氣液充分分離，可大幅度提高抽油泵泵效和系統(tǒng)效率。

從氣液兩相流動(dòng)機(jī)理看，只有液相在氣錨內(nèi)的流動(dòng)速度小于氣泡在液相中的上升速度時(shí)，氣錨才能實(shí)現(xiàn)氣液兩相分離。而氣泡在液相中的上升速度基本恒定，只能通過(guò)減小液相的流動(dòng)速度來(lái)提高氣錨的氣液分離效果。油井井筒的尺寸是一定的，原有的各種類型氣錨都無(wú)法實(shí)現(xiàn)降低液相流速[1-4]。

2 影響氣液分離效果關(guān)鍵因素分析

多杯等流型氣錨由中間管、沉降杯和恒壓洗井閥組成。中間管上安裝有多個(gè)沉降杯，靠近沉降杯內(nèi)側(cè)中間管底部鉆有多個(gè)小直徑進(jìn)液孔，中間管下部接洗井閥。沉降杯的外徑為φ106mm，中心管內(nèi)徑φ38 mm，中心管外徑φ48 mm，洗井閥打開(kāi)壓力為0.1MPa。

抽油泵工作時(shí)，氣液混合物經(jīng)過(guò)沉降杯和中間管的進(jìn)液孔進(jìn)入到抽油泵。每個(gè)沉降杯中的液相下降速度為：

V下==（2-1）

式中：n——沉降杯的數(shù)量;

q——上沖程時(shí)單個(gè)沉降杯的產(chǎn)液量，m3。

由于多杯分流的作用，將液體流經(jīng)氣錨時(shí)液流下降的速度V下減少了n倍，實(shí)現(xiàn)了V下

3 沉降杯內(nèi)采出液最佳停留時(shí)間的確定

氣錨的杯數(shù)越多，液體在氣錨內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，脫氣效率就越高。但不能無(wú)限制的增加液體停留時(shí)間，為確定采出液在沉降杯中的最佳停留時(shí)間，開(kāi)展了理論與實(shí)驗(yàn)研究。

沉降杯中采出液停留時(shí)間與脫氣效率關(guān)系理論研究。根據(jù)相似第三定理（Buckingham π定理）及量綱和諧原理分析認(rèn)為，影響氣錨脫氣效率的因素有15個(gè)，為了將這些因素產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，我們對(duì)3口油井進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分別收集了實(shí)驗(yàn)前后不同參數(shù)的產(chǎn)油量、產(chǎn)液量、含水呂、產(chǎn)氣量的數(shù)據(jù)，利用最小二乘法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸關(guān)聯(lián)處理，得到脫氣效率的最終表達(dá)式。

[（3-1）]

式中：tc——滯留時(shí)間最優(yōu)值。

利用已經(jīng)得到的脫氣效率關(guān)聯(lián)公式（3-1），計(jì)算出氣液兩相流體在多杯等流型氣錨中流動(dòng)時(shí)的相關(guān)流動(dòng)參量，并繪制關(guān)系曲線（圖3-1）。

由圖3-1可知，采出液在沉降杯中停留時(shí)間的最優(yōu)值tc出現(xiàn)在tc=91.94～129.40s范圍內(nèi)。

[圖3-1 ?脫氣效率與滯留時(shí)間的關(guān)系曲線（含水率=67%）]

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

截至2007年5月底，在大慶油田共試驗(yàn)應(yīng)用多杯等流型氣錨913井次，起到了增產(chǎn)、節(jié)能和含水上升速度變緩效果。

4.1 增產(chǎn)效果?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用913井次，初期對(duì)比776口井，平均單井增液14.7t/d（增加幅度28.6%），單井增油1.03t/d（增加幅度18.71%），泵效提高12.53%（增加幅度28.75%），沉沒(méi)度下降170m（下降幅度39.12%）;在不考慮產(chǎn)量遞減的條件下，試驗(yàn)19個(gè)月后，對(duì)比218口井，平均單井增液10.5t/d（增加幅度 20.8%），單井增油0.3t/d（增加幅度3.8%），泵效提高7.3%（增加幅度17.5%），沉沒(méi)度下降113.1m（下降幅度 23.1%）。

4.2 節(jié)能效果。913口試驗(yàn)井共進(jìn)行系統(tǒng)效率對(duì)比測(cè)試495口，前后對(duì)比，系統(tǒng)效率由25.26%提高到30.63%，提高了5.37個(gè)百分點(diǎn)（增加幅度21.3%）。噸液百米耗電由1.03kW·h下降到0.82kW·h，下降了0.21kW·h（下降幅度20.6%）。

5 結(jié)論

①研究表明，多杯等流型氣錨可以實(shí)現(xiàn)在氣錨縱向上任意部位的進(jìn)液量近似相等，大幅度延長(zhǎng)了采出液氣液分離時(shí)間，提高了脫氣效率，大幅度提高了泵效;②理論研究結(jié)果表明，混合液在氣錨內(nèi)的最佳脫氣時(shí)間為100～130s; ③913口井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，多杯等流型氣錨增產(chǎn)、節(jié)能效果顯著。試驗(yàn)前后對(duì)比，平均單井增液14.7t/d（增加幅度28.6%），單井增油1.03t/d（增加幅度18.71%），泵效提高12.53個(gè)百分點(diǎn)（增加幅度28.75%）。系統(tǒng)效率提高了5.37個(gè)百分點(diǎn)（增加幅度21.3%）。噸液百米耗電下降了0.21kW·h（下降幅度20.6%）。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳琴，吳曉東，吳甫讓.氣錨分氣效率的實(shí)驗(yàn)研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（4）：173-175.

[2]燕中慶，田軍，張連社，等.氣錨對(duì)螺桿泵泵效影響的分析[J].鉆采工藝，2002，25（4）：55-57.

[3]李洪山.新型迷宮式氣錨及其應(yīng)用[J].石油機(jī)械，1998，26（10）：36-37.

[4]張光明.有桿泵抽油井氣錨動(dòng)態(tài)分析[J].石油鉆采工藝，1999，12（4）：95-98.

作者簡(jiǎn)介：贠玉平，男，1974年6月生，本科，工程師，在讀工程碩士，主要從事采油工藝方面的研究。