螺桿泵內部桿材、從優預設和解析

　　泵庫桿庫的建立要建立一個完整的泵庫和桿庫，首先應收集當前油田可用的、已成系列的螺桿泵及抽油桿的型號及參數，對螺桿泵，包括螺桿泵的每轉排量、泵級數、泵的結構參數、泵推薦抽油桿和油管尺寸及泵的特性曲線等。將每一種泵的效率壓力關系擬合成一個多項式曲線=a0+a1p+a2p2+a3p3+a4p4，將曲線系數存入庫中備用；對抽油桿應包括桿的型號、材料密度、彈性模量、泊松比、許用應力、彎曲疲勞極限、桿的外徑、內外徑比值以及期望的靜強度安全系數和疲勞強度安全系數等。

　　螺桿泵優選設計螺桿泵油井工作性能的優劣可以用很多指標來進行評價，如油井產液量、采油指數、螺桿泵泵效和壽命等，這些指標都可以從不同方面來評價螺桿泵的油井性能，但都無法全面評價其綜合性能。由于可選用的泵型種類不多，為了盡可能使油井以佳狀態工作，這里采用對所有泵型種類進行分析比較的方法，從中選擇一種合適的泵型，并確定其佳產液量、合理的下泵深度以及螺桿轉速。

　　根據已知的動液面高度、井口套壓、原油物性、井身結構等參數，考慮到井斜的影響，計算原油井中泵的入口壓力pin0。泵的入口壓力是油井套壓、氣柱壓力和油柱壓力（假設油井經過了充分的穩定時間，使泵入口以上的環形空間只有油和氣體）3部分壓力之和。pin=pcg+p0，式中，pin為泵的入口壓力；pcg為油井套壓和氣柱壓力之和，由式得；p0為油柱壓力。pcg=pc/e000011gLp，式中，pc為油井套壓；g為天然氣密度；Lp為下泵深度。

　　由于油井不斷地產生天然氣，而這些天然氣是通過2個途徑從井底流動到地面的，即，一部分通過井下泵組從油管來到地面，稱為產出氣；另一部分是通過套管和油管之間的環形空間來到地面，稱為套管氣。

　　根據當前油井靜壓ps、已計算出的井底流壓pwf0、當時的油井產液量Q以及原油的物性參數，繪制綜合IPR曲線，得到油井井底流壓和油井產液量之間的關系。根據給定的產液量Qs，利用計算出的油井IPR曲線，計算出已選定產液量下的井底流壓pwf0。以井底為起點，以井底pwf0為初值，逐步向上計算，從而得到油井中壓力和井深之間的關系；以井口為起點，以井口回壓pho為計算初值，逐步向井下計算，記錄所有pwf0對應點的井深處的油管內壓力，并記錄壓力和井深之間的關系，得到一組下泵深度所對應的泵進口、出口壓力值pin和pout，其差值pout-pin將按順序作為泵進出口壓差值。

　　根據泵的特性曲線和泵的進出口壓差，得到該泵的理論每轉排量qt；根據泵入口壓力pin，入口溫度的原油物性參數、氣油比、含水率等參數，計算出泵入口處的自由氣體含量，可得到由于自由氣體的存在而導致泵效的降低；然后計算溶解氣對泵效的影響；再根據計算得到的效率和泵的理論每轉排量qt計算出泵的實際每轉排量qr。

　　軟件設計及實例計算軟件設計對上述分析及優化方法，編制了相應的計算軟件。程序流程如，程序主界面如。程序采用交互式數據輸入輸出，并可建立和修改泵庫、桿庫和材料庫，選泵、桿徑、桿長及其他有關結果在結果區中詳細列出并可打印輸出。

　　實例計算某定向井斜井段數據如，油管內徑，889mm，設計產量15m3/d，油液密度950kg/m3，從泵庫和桿庫中選出優方案并設計桿長，要求桿長圓整且不超過12m，多分為3組。

　　從泵庫中優選出泵并計算系統的主要參數（參考）。抽油桿設計結果為桿長5m共16根，桿長6m共46根，桿長12m共52根，并給出了每根桿所在位置。