抽油杆防失稳技术

抽油杆的失稳弯曲是造成抽油机井杆管偏磨与断脱的直接原因之一,防止抽油杆失稳弯曲是解决抽油机井杆管偏磨的有效途径。针对抽油杆失稳弯曲,研究了抽油杆底部集中加重技术及抽油杆缓冲补偿技术。前者是在抽油杆底部采用防偏磨加重抽油杆降低中和点的位置以解决抽油杆失稳问题,后者则是采用抽油杆防失稳补偿器解决振动载荷造成的杆管失稳弯曲及杆管偏磨问题。现场应用表明,该技术防偏磨效果较好,杆管偏磨井的检泵周期明显延长。     

含水与沉没度对杆管偏磨的影响研究

通过对抽油机井最小载荷随含水和沉没度变化规律及杆管摩擦磨损规律的实验研究,找出了含水、沉没度对杆管偏磨的影响规律。高含水抽油机井在低沉没度条件下运行时,抽油泵因严重供液不足而产生液击,会加剧抽油杆柱振动,降低抽油机悬点最小载荷,从而减少抽油杆柱的轴向分布力与杆管产生偏磨的临界轴向压力,加大了下冲程时抽油杆柱下部受压段的长度,容易造成抽油杆柱屈曲而导致杆管偏磨。高含水是导致杆管偏磨速度加快的主要原因。     

偏阀式防偏磨抽油泵的研制与应用

为了防止杆管偏磨,延长抽油杆与油管的使用寿命及检泵周期,研制了25—225TH4.5—1.2—FP型偏阀式防偏磨抽油泵。该抽油泵主要由上接头、游动阀、柱塞、泵筒、固定阀、加重杆、加重杆尾锥等组成。下冲程时,加重杆的重力可以抵消抽油杆柱所受的阻力,防止抽油杆柱的失稳变形。试验证明,该泵的各项性能指标均符合GB/T 18607—2001《抽油泵及其组件规范》要求,可以改善抽油杆柱的受力状态,很好地解决了有杆泵采油井的杆管偏磨问题。     

油井杆管偏磨机理的定量分析与认识

抽油杆管偏磨是影响油井免修期的主要因素。杆管偏磨造成作业维修的直接原因一是管漏,二是抽油杆接箍磨脱。普遍认为导致杆管偏磨的主要因素,一是抽油杆或油管弯曲,二是井斜。本文结合作业实际情况,从不同角度进行了分析,得出结论:造成杆管偏磨的根本原因是井身结构,而不是杆管自由弯曲。     

抽油杆柔性减磨器的研制与应用

冀东油田近年来采用多种防偏磨技术并取得一定效果,但大斜度抽油泵井的检泵周期短、作业和材料更换成本增加的问题仍然很严重。通过建立抽油杆杆柱的力学模型进行受力分析研究,用柔性抽油杆取代常规抽油杆可减小杆柱所承受的摩擦力,进而研制了抽油杆柔性减磨器,该工具的上下2部分可以做小角度的相对转动。通过在抽油杆杆柱上加入抽油杆柔性减磨器,使杆柱在运动过程中与油管管柱轴线方向保持一致,减轻了杆管蹩劲现象,减小了抽油杆所受到的摩擦力。现场应用结果表明,该技术应用300 d,偏磨损坏的油管和抽油杆的长度由原先的各200 m分别减少到0.15 m、0 m,大幅度减少抽油机井杆管偏磨及因偏磨导致的检泵作业次数及作业和材料更换费用。     

HW型管杆自动扶正防偏磨装置

目前在防止杆管偏磨方面主要采取的是底部加重和抽油杆扶正措施。从现场看底部加加重杆由于管径的制约同样存在偏磨,这样抽油杆扶正就显得更重要了。胜利油田临盘采油厂相继应用的扶正器     

大港南部油田有杆泵井偏磨机理探讨及综合防治

大港南部油田部分油井抽油杆和油管偏磨严重，造成抽油杆断脱、油管漏失及频繁作业，严重影响了油田的正常生产。通过对165口因杆管偏磨造成抽油杆断脱、油管漏失的井进行调查分析，结合抽油杆下行阻力理论计算，发现造成杆管偏磨的主要原因是高冲次、高含水、低沉没度导致抽油杆下行弯曲和井斜变化大。结合生产实际提出了抽油杆底部集中加重、中性点扶正、配套应用大流道泵减少抽油杆下行弯曲；底部减少加重、偏磨段连续扶正、上部延伸保护和井口旋转减少井斜偏磨；确定合理的生产参数减少杆柱共振等综合配套防治技术。现场应用表明，提出的方法可有效地改善大港南部油田偏磨现象。     

抽油机井防偏磨综合配套技术研究与应用

沈阳油田目前已到注水开发阶段中后期,含水不断上升使井下杆管工作状况逐年变差;油井偏磨程度的不断加重,增加了作业成本,导致了材料的大量消耗,为了解决这个问题,现场对每口偏磨井采用了井眼曲线三维立体再现分析技术和抽油杆杆柱受力中和点分析技术进行分析,对油井生产参数进行优化,针对不同的偏磨情况,使用内衬油管、注塑杆等工具治理,达到了很好的防偏磨治理效果。     

基于井液流动和接箍效应的抽油杆柱偏磨机理

在分析目前杆管偏磨理论所存问题的基础上,探讨了井液流动以及接箍对抽油杆柱受力的影响,建立了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生压差力的计算模型,给出了抽油杆柱中和点的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明:井液流动产生的压差力随着冲程和冲次乘积的增大而增大,随着抽油杆柱和油管之间过流面积的减小而增大,随着井液动力黏度的增大而增大;压差力造成杆柱的中和点位置上移,偏磨范围增大。该方法弄清了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。     

高效节能抽油泵消除偏磨的实际机理分析

介绍了高效节能抽油泵(以下简称为节能泵)的结构及其特点,指出杆管偏磨的主要成因是:抽油杆柱下行时阻力过大导致抽油杆柱中和点以下的抽油杆柱弯曲,与油管接触产生偏磨.重点介绍了节能泵如何利用其独特的结构以及液压反馈原理使抽油杆柱下行时完全处于拉伸状态,从而解决了困扰工程技术人员多年的偏磨问题.     

抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测

结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响研究。利用该软件系统,可以确定抽油杆柱与油管严重偏磨点的位置。使用新型抗摩擦接箍,可使定向井抽油杆柱偏磨的程度大幅度下降,从而节省修井时间并提高油井寿命。     

斜井抽油杆扶正器安放间距三维计算

在斜井抽油杆上合理布置扶正器可减缓抽油杆与油管的相互磨损，延长油井免修期，降低生产成本。采用力学分析的方法，结合井眼轨迹数据，由下到上逐跨计算了抽油杆柱的扶正器间距和轴向力。假定抽油杆柱上只有扶正器处与油管接触，通过反复试算确定了两相邻扶正器之间的合适间距、上扶正器处的轴向力和侧向力。研究结果表明，相邻两扶正器的间距取决于上述轴向力、侧向力、井眼几何尺寸、杆抗弯刚度和杆与管间隙的大小。抽油杆柱最下端作用力的大小取决于液体压强、柱塞重量、摩擦力、液体阻力和惯性。而侧向力的大小取决于井眼见何尺寸、轴向力和抽油杆重量。计算实例及现场应用均表明三维计算方法是可行的。     

抽油杆尼龙扶正器的研制与应用

分析了油管和抽油杆产生偏磨的原因，指出防止油管和抽油杆偏磨的有效措施是采用抽油杆扶正器。针对现有扶正器存在的问题，研制了具有扶正和刮蜡功能的新型抽油杆尼龙扶正器。新型扶正器分活动式和热固式两种。前者是由形状相同、内壁带凸校的两部分扣在一起，靠锁齿锁紧固定在抽油杆杆体上，而后者是将扶正器注塑在抽油杆杯体上。介绍了两种新型扶正器的规格和主要技术指标。热固式尼龙扶正器的现场使用情况表明，抽油杆断脱率大大降低，油管断裂、穿孔事故减少，检泵周期延长。     

低摩阻抽油泵在聚驱抽油机井中的应用

三次采油聚合物驱抽油机井因聚合物浓度增加,杆柱下行阻力变大,杆柱产生弯曲,引起抽油杆偏磨油管,造成杆断、管漏,抽油机井检泵周期缩短。为了降低聚驱抽油机井杆柱下行阻力,减缓杆管偏磨,延长检泵周期,开发应用了低摩阻抽油泵。为了改善低摩阻抽油泵在聚驱抽油机井中的应用效果,采用理论分析与室内试验相结合的方法,对低摩阻抽油泵结构参数进行了优化设计,并编制了低摩阻抽油泵结构参数优化设计软件,合理确定了低摩阻抽油泵的主要结构参数。同时建立了选泵、检泵模板,对低摩阻抽油泵在聚驱抽油机井中的应用具有重要的指导意义。数百口井现场试验应用表明,低摩阻抽油泵达到了降低摩阻,减缓杆管偏磨,延长检泵周期的目的。     

聚合物驱抽油机井杆柱液体摩擦力的计算方法

假设聚合物驱抽油机井的产出液为幂律流体,应用幂律流体本构方程和动量守恒方程,建立了抽油杆柱与油管环形空间内流体的径向速度分布规律与抽油杆柱液体摩擦力的计算模型,应用拉格朗日乘子最优化算法求解代数方程组的数值解,并结合实例进行了计算。计算结果表明,抽油杆柱液体摩擦力随幂律指数、稠度系数和杆柱运动速度的增加而增加,新模型和目前牛顿层流计算模型相比,其数值大于层流模型的计算结果,与现场实际测试结果相符。     

粘弹性流体法向应力对抽油杆偏磨的影响机理

大庆油田实施聚合物驱油以后,出现了抽油杆受力状况恶化、抽油杆柱严重偏磨的现象,为此开展了粘弹性流体水动力学理论和试验研究,得出了粘弹性流体在抽油机井筒内的流动规律及对抽油杆柱法向应力的影响规律,定量测出了粘弹性流体对抽油杆柱的法向应力值和抽油杆柱产生的偏心率.提出了粘弹性流体的法向力是造成抽油机井杆管偏磨的主要原因,建立了法向力作用下抽油杆纵向横向弯曲模型,并提出了抽油杆加扶正器和底部加重的综合防止偏磨措施,应用于大庆油田获得了较好的经济效益.     

定向井有杆抽油系统诊断力学模型

根据定向井中抽油杆柱的实际工作状态,综合考虑了抽油杆柱刚度、油液粘滞阻力、村眨之间库仑摩擦力、井眼轨迹等因素的影响,从空间曲杆受力和力矩平衡原理出发,应用微元矢量分析理论,建立了定向井吸杆抽油系统诊断力学模型。     

油管、抽油杆身份证式动态管理技术

由于管(油管)杆(抽油杆)缺乏有效的长期标记、识别技术和管理手段,在一口井内同时使用着不同时期、不同厂家、不同等级的管杆,有些因超期服役而造成断脱,严重影响了油田的正常生产.为此开展了管杆标识和动态管理技术研究.应用气液复合驱动原理在管杆的端部实现软接触柔性打标,用图像分析技术识别图像,采用逐根编码方法与数据库为基础的管杆标识计算机网络管理系统,实现对管杆从使用、维修到报废等全过程逐根动态管理.在4口井使用打标的管杆正常工作1年半以上仍继续有效.该技术为管杆标识及逐根动态管理提供了先进实用、安全可靠的技术手段.