螺杆泵专用扭矩锚的研制

螺杆泵井下锚定常采用的Y2 11型封隔器总成承载扭矩较小 ,生产过程中油管经常脱扣。为此 ,研制了螺杆泵专用扭矩锚 ,该扭矩锚主要由锚体、卡块、卡套、扶正器等组成。下井时将扭矩锚接到螺杆泵下端 ,当螺杆泵工作时 ,产生的正向扭矩使卡块转动 ,在卡块和套管摩擦力作用下 ,卡块翻转 ,将螺杆泵定子和套管内壁锚定 ;当螺杆泵停止工作时 ,正向扭矩消失 ,在反向扭矩的作用下 ,锚定自动解除。螺杆泵专用扭矩锚在孤岛区块油田共推广应用 32井次 ,锚定成功率均达 10 0 % ,减少无效作业 8井次 ,生产周期延长 64d ,节约生产成本 3 2万元 ,累计增产原油 1 3万t     

螺杆泵油管锚

在生产过程中由于螺杆泵采油易发生油管脱扣现象,为此研制了一种螺杆泵油管锚。这种螺杆泵油管锚在生产时可自动坐卡防止油管旋转脱扣,螺杆泵停止工作时能自动回收解卡,且具有无密封件、不受温度的影响、使用可靠等特点。200多井次的现场应用表明,螺杆泵油管锚能有效地锚定管柱,解决了螺杆泵采油易发生油管脱扣的难题,平均检泵周期延长到1a以上。     

关于地面驱动螺杆泵杆管的纵向弯曲问题

俄罗斯科研人员通过多个公式的计算推导和对比分析后得出,在指定工作条件下,地面驱动螺杆泵即使在垂直井段中,泵上的杆管也存在失稳现象,并产生弯曲。由于油管内外的压差,地面驱动螺杆泵的装置中杆管失稳状况要比抽油泵明显。在用地面驱动螺杆泵采油时,必须采用减少杆管纵向弯曲的技术措施,其中包括应用杆管钻铤、斜井段安装杆管扶正器,以及应用不仅能够防止油管柱下部转动、而且可以防止其向上轴向移动的油管锚。     

防顶丢手管柱

普通分层采油管柱是靠封隔器之上的油管重量提供60～80 kN的力来封隔油套管环空间,因此存在油井投入资金多,泵上油管受压弯曲,出现杆、管、泵偏磨等问题.为解决这些问题,应采用防顶丢手管柱进行生产.防顶丢手管柱用于分层抽油管柱可以简化抽油管柱,节省油管用量,减少投入,为今后检泵作业带来方便.     

ZXG6-1井88.9 mm特殊螺纹接头油管脱扣原因分析

对ZXG6-1井在试油期间88.9 mm特殊螺纹接头油管座封打压作业过程中发生的脱扣事故进行了调查研究,对脱扣接箍几何尺寸和螺纹接头参数进行了测量和分析,认为在座封打压作业过程中油管柱承受内压和震动等载荷后,油管柱从油管接头薄弱环节首先发生松动,最终发生了脱扣。油管脱扣原因是其接头工厂端上扣扭矩不足。对该批油管工厂上扣扭矩统计分析发现,该批油管中有少量油管上扣扭矩不足。为防止油管在使用过程中再次发生脱扣事故,对如何改进油管上扣质量提出了改进建议,对如何使用该批油管提出了具体措施。     

ZXG6-1井88.9mm特殊螺纹接头油管脱扣原因分析

对ZXG6-1井在试油期间88.9 mm特殊螺纹接头油管座封打压作业过程中发生的脱扣事故进行了调查研究,对脱扣接箍几何尺寸和螺纹接头参数进行了测量和分析,认为在座封打压作业过程中油管柱承受内压和震动等载荷后,油管柱从油管接头薄弱环节首先发生松动,最终发生了脱扣。油管脱扣原因是其接头工厂端上扣扭矩不足。对该批油管工厂上扣扭矩统计分析发现,该批油管中有少量油管上扣扭矩不足。为防止油管在使用过程中再次发生脱扣事故,对如何改进油管上扣质量提出了改进建议,对如何使用该批油管提出了具体措施。     

卡瓦式旋转油管锚的研制与使用

针对螺杆泵采油过程中油管经常脱扣的问题,在分析油管脱扣原因的基础上设计了卡瓦式旋转油管锚,简要介绍了这种工具的结构和工作原理,它具有结构简单,施工方便,性能可靠,经济耐用,防脱效果好,作业成功率高等特点,在现场使用中取得了较好的防脱效果,保证了螺杆泵采油井的正常生产,是一种与螺杆泵相配套,防止油管脱扣的理想工具。     

螺杆泵井下防反转泄油装置

地面驱动螺杆泵采油系统以其结构简单、噪音小、耗能低、投资少、使用、维修方便等特点,成为一种实用有效的机械采油设备。随着螺杆泵配套工艺技术的日益完善,螺杆泵采油技术在油田推广应用中有着广阔的前景,但在生产中也暴露出一些亟待解决的问题。螺杆泵采油井突然停机时,抽油杆柱会出现脱扣问题,造成作业频繁,增加了采油成本,影响油井正常生产。设计研制的井下防反转装置能够解决抽油杆柱脱扣问题,在大庆油田现场应用30口井,效果较好。     

油管输送射孔与螺杆泵联作技术在斜直井中的应用

螺杆泵采油与油管输送射孔(TCP)联作工艺技术是将采油管柱与油管输送射孔结合起来,使新井下螺杆泵与射孔完井一趟管柱完成,在下完抽油杆之后,密封井口,采用油套环空加压引爆射孔枪的方式,射孔后立即启动螺杆泵电机,进行采油.介绍了该技术的原理和工艺流程.该技术既可提高射孔完井效率,又可预防井喷事故发生,减少作业次数和井喷压井所带来的设备和压井液费用,同时减轻了作业人员劳动强度.在大庆油田聚合物驱油斜直井的现场应用见到了明显的效果.     

高凝油螺杆泵采油配套技术研究

为了提高单井产液量与降低单井能耗,沈阳油田首次采用螺杆泵进行生产.由于油井采出液温度低,油井结蜡严重,且区块油井深度大,液面深,采用螺杆泵生产后频繁出现杆断脱、管脱、管漏等事故,管理难度大.对所出现的问题进行研究,开发研制了防返油试压阀、防返转油管锚等配套技术,配合合理的热洗规律等措施,解决了高凝油对螺杆泵作业及运行的影响,减少了杆断脱、管脱、管漏的发生,提高了油井的作业成功率,延长了检泵周期.保证了该技术在高凝油油井的推广应用.     

螺杆泵配小直径油管采油技术研究及应用

为了降低稠油出砂井的冷采成本 ,在对螺杆泵生产井杆管的受力、扭矩、应力及强度计算和分析的基础上 ,提出了采用 63 5mm小直径油管和 2 5 4mm抽油杆配PJG2 5—Ⅱ型接箍技术。在 1 5口施工井中 ,采用小直径油管井 8口 ,成功率 1 0 0 %,年增油 2 1 3 5t。现场试验表明 ,螺杆泵配小直径油管采油技术对稠油出砂井具有较强的适应性 ,可满足螺杆泵采油工艺要求 ,为改善稠油出砂井的生产现状提供了新的途径。     

直井地面驱动螺杆泵采油杆管偏磨机理

将直井地面驱动螺杆泵采油杆柱简化为在油管内偏心旋转的杆柱。考虑了杆柱偏心旋转惯性离心力、轴向力对杆柱横向弯曲变形的影响。应用可移动双向弹簧元模拟杆管接触状态,并考虑了杆体、结箍以及扶正器与油管间隙不同对杆柱挠度约束的差别,建立了螺杆泵采油杆柱在油管内受力变形的有限元仿真模型。仿真结果表明：抽油杆柱在油管内偏心旋转会产生陀螺效应,杆柱在油管内变形形态呈下密上疏的螺旋状,这是直井地面驱动螺杆泵采油系统杆管偏磨的主要原因之一。杆柱与油管接触段长度主要取决于转速、下泵深度和偏心距等参数。当转速较高时,几乎所有接箍均与油管内壁接触,也会出现杆体与油管内壁接触的现象。     

螺杆泵采油油管柱弯曲对抽油杆柱的影响

抽油杆柱断脱是螺杆泵采油最棘手的问题之一。为此, 就螺杆泵采油时油管柱弯曲对抽油杆柱的影响做了分析。通过分析, 给出了油管柱轴向压力与弯曲变形计算式, 着重讨论了油管柱弯曲对抽油杆柱的弯曲角度、弯曲产生的附加弯矩和附加应力的影响。认为螺杆泵正常工作以后, 因温度的影响, 油管的弯曲增加, 抽油杆柱产生与油管相同的弯曲。最后对某油田的某一螺杆泵井作了实例计算。     

有杆泵举升锚定技术分析与工具设计

为提高有杆举升系统的泵效,需要在泵下部位锚定管柱。双向卡瓦液压油管锚在解封时上、下卡瓦不能同步释放,解封不到位,容易造成油井大修作业; 常规的单向卡瓦油管锚存在坐封成功率低、自锁效果不理想的问题。对有杆泵管柱进行受力分析,并研制了一种单向卡瓦液压油管锚。该油管锚采用压缩式弹簧,确保卡瓦锚定的可靠性,坐封时可用于有杆泵抽油井锚定管柱,解封时也可以作为管柱泄油的工具,达到锚定管柱与泄油工艺合二为一的效果。该单向卡瓦液压油管锚解决了现有油管锚存在的坐封成功率低、自锁效果不好的问题。     

水驱高含水油井杆管偏磨原因的力学分析

建立了抽油机井杆管偏磨原因力学分析的力学模型。给出了垂直油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式和抽油杆柱轴向分布力的模拟方法 ;推导了供液不足油井液击力的计算公式 ,改进了柱塞下行阻力的计算方法。系统分析了含水与沉没度对杆管偏磨临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响。分析结果表明 :(1)高含水油井在低沉没度下运行会明显加剧抽油杆柱的轴向振动 ,降低杆管偏磨的临界轴向压力 ;(2 )对于高含水低沉没度运行的油井 ,若油井供液不足将使柱塞下冲程泵内产生液击 ,柱塞下行阻力会明显增加。因此 ,高含水油井在低沉没度下运行时 ,抽油杆柱轴向振动的加剧或液击都会严重恶化抽油杆柱的受力或直接导致杆管产生偏磨     

水驱高含水油井杆管偏磨原因的力学分析

建立了抽油机井杆管偏磨原因力学分析的力学模型。给出了铅垂油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式和抽油杆柱轴向分布力的模拟方法;建立了供液不足油井液击力的计算公式,改进了柱塞下行阻力的计算方法。系统分析了含水与沉没度对杆管偏磨临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响。分析结果表明(1)高含水油井在低沉没度下运行会明显加剧抽油杆柱的轴向振动,降低杆管偏磨的临界轴向压力;(2)对于高含水低沉没度运行的油井,若油井供液不足并使柱塞下冲程泵内将产生液击,柱塞下行阻力会明显增加。因此,高含水油井在低沉没度下运行时,抽油杆柱轴向振动的加剧或液击都会严重恶化抽油杆柱的受力或直接导致杆管产生偏磨。     

无油管采油技术先导试验

在常规有杆采方式中,大部分井均采用油管、抽油杆做配套管柱、材料投入多、泵效低。针对有管采油存在的问题,中原濮城油田引进试用了无油客管采油技术,通过5口抽油井的先导性试验研究表明;试验油井平均泵效提高了38．42％,单井材料投入减少了10万元左右,它能够满足濮城油田生产的需要,是提高开采效益的有效技术,具有广阔应用发展明景。     

油管旋转器的研制与应用

在有杆抽油系统中 ,为了防止油管偏磨及抽油杆断脱 ,研制了油管旋转器。它是借助游梁动力 ,利用蜗杆、蜗轮和棘轮等部件 ,驱使油管管柱做近似匀速转动 ,抽油杆接箍与油管内壁的接触面积扩大 ,使油管磨损均匀 ,因而在管内壁上也就不易磨出沟槽 ,以达到防止油管局部偏磨延长免修期的目的 ,同时延长了抽油泵的使用寿命 ,减少了油管结蜡。 5 0口井的应用情况表明 ,这种油管旋转器的防偏磨效果好 ,延长了生产周期 ,且经济效益显著     

小井眼无油管空心抽油泵采油系统

在低丰度、低渗透、低产量油田的小井眼井上采用无油管抽油泵或无油管螺杆泵采油系统 ,普遍达不到设计要求 ,新开发的小井眼无油管空心抽油泵采油系统的应用有效地解决了这些技术难题。该系统的地面部分仍采用常规的地面驱动设备 ,井下部分则采用空心抽油泵取代常规的管式抽油泵 ,以套管与空心抽油杆之间的环形空间作为出液通道 ,利用空心抽油杆内腔以及空心泵的中间通道测试井下参数 ,出液通道也可作为油井清蜡和加药的通道。由于省去了油管柱 ,可降低设备与维修总投资的 2 0 %～ 3 0 %。     

抽油机井油管锚定必要性分析

定量分析了抽油机井油管自由悬挂可能造成的危害：降低泵效;油管柱振动加速了油管的疲劳破坏;油管屈曲造成套管、油管、抽油杆柱之间的多重磨损。指出了在抽油机井,尤其是深井中进行油管锚定的必要性。