在油田稠油开采中,由于稠油的粘度很大,当达到其粘稠拐点温度的时候,就会出现结蜡等现象,导致其流动性变差,严重阻碍稠油的正常生产。因此,出现了许多稠油降粘的工艺。其中空心抽油杆电加热降粘以其结构简单、投资少、效率高等优点被越来越广泛地应用到油田开采之中。 本文对电加热降粘中的空心抽油杆柱进行了相关的设计计算,分述如下: (1)应用APIRP 11L《推荐作法》对空心抽油杆柱的设计计算进行编程。标准《推荐作法》只适合非稠油井的杆柱设计。要应用于稠油井就要对其中的某些参数进行修正。本文在进行空心抽油杆柱的设计计算时,对空心抽油杆的线密度、弹性系数、刚度等参数进行了修正。以产量为目标根据无量纲参数曲线、抽油杆柱组合数据表来合理选择抽油泵、油管、抽油杆柱组合,并对工作状态进行预测。 (2)对稠油生产中的空心抽油杆柱扶正器的合理间距进行了设计计算。扶正器的间距是扶正器配置中的关键一环,其间距要合理,不能太大也不能太小。在间距设计计算过程中,根据抽油杆柱在井下的受力情况,建立了其力学模型。考虑了抽油杆接箍对油管的磨损问题和稠油高粘度的特点,利用变形能原理推导出了相邻扶正器间最大挠度方程,进而求出其扶正器间的合理间距。 (3)本文应用有限差分的控制容积法对井筒温度进行了模拟预测,建立了合理的物理和数学模型。在模型中,认为系统以抽油杆中心线为对称轴,结构、温度、物性对称。加热功率恒定。数值计算中采用了五点菱形差分格式,达到了较好的精度和稳定性。计算结果显示电加热后的油流温度始终位于粘稠拐点温度以上。该计算为稠油开采分析和电加热参数的选择提供了参考。