螺杆泵专用抽油杆试验研究

以往大庆油田螺杆泵井所用抽油杆柱大多都是沿用抽油机井上使用的普通连接结构抽油杆,这种抽油杆适合于上下往复运动,抗拉强度是抽油杆的主要抗力指标。而螺杆泵井所用抽油杆,其主要运动形式为旋转运动,承力方式也由抗拉变成抗扭,使得普通连接结构抽油杆应用在螺杆泵井上以后,经常出现断脱事故。针对这些现象,研制了插接式螺杆泵专用抽油杆和锥螺纹式螺杆泵专用抽油杆。文章介绍了2种结构抽油杆的防断脱原理、优化设计方法、室内检测及在大庆油田的使用情况,并针对现场出现的典型事故进行了分析,提出了相应的改进意见。     

螺杆泵锥螺纹抽油杆的设计与应用

在用螺杆泵抽油杆大多都是沿用抽油机上使用的平扣抽油杆，适合于上下往复运动，抗拉强度是抽油杆的主要抗力指标。应用到螺杆泵上以后，主要的运动方式是旋转运动，承力方式也由抗拉变成抗扭，使用以前的平扣抽油杆经常出现断脱现象。因此利用钻杆与螺杆泵运动的相似原理，设计和使用了螺杆泵专用抽油杆。本文简要介绍了螺杆泵抽油杆的设计原理，过程和使用效果。     

螺杆泵专用抽油杆的改进

螺杆泵专用抽油杆在生产中出现两个突出问题：（1）在运转过程中有时出现牙体断裂故障；（2）抽油杆接箍与油管发生磨擦，会使接箍产生卸扣现象，影响抽油杆的防脱效果。针对上述问题，对原有抽油杆进行改进：（1）改变接头扣型尺寸，由1^3／4英寸变为17／8英寸，增加了牙体外径，由原来的40毫米增加到44毫米，因而承载力臂加大，承载能力提高；（2）杆体两端采用缩径锻造工艺，使牙体壁厚增加，进一步提高了接头的承载能力；（3）采用左旋螺纹加工，消除了原抽油杆在运转过程中因接箍磨擦油管而引起的卸扣隐患。将该抽油杆应用于92口井中，抽油杆断脱率下降近10个百分点。     

螺杆泵及新型组件的新进展

介绍了美国和加拿大 3家公司在螺杆泵及组件的研制创新方面的新进展, 其中包括插入式螺杆泵装置、重型驱动头、多凸缘驱动头密封系统和大扭矩抽油杆及接箍。新研制的螺杆泵和改进后的组件与传统的举升装置相比, 缩短了停产时间, 降低了举升成本, 具有较高的操作可靠性和灵活性。     

小排量螺杆泵及配套技术应用

该项目从以下几方面开展研究工作:1、解决小排量螺杆泵抽油杆断脱问题。针对小排量螺杆泵抽油杆断脱率较高的问题,对小排量螺杆泵专用抽油杆进行调研、评价,确定 2 5双肩直螺纹和 2 5高强度实心抽油杆两种专用抽油杆;对螺杆泵抽油杆进行全井扶正、安装抽油杆防脱器、驱动装置采用液压式防反转和螺杆泵软启动电控柜,解决小排量螺杆泵抽油杆断脱问题。2、螺杆泵井下泵、驱动装置、专用井口的优选定型。针对螺杆泵的生产厂家较多,泵型复杂,部分螺杆泵存在着地面驱动装置漏油,配件互换性差,管理难度大等问题,对螺杆泵井下泵、驱动装置、专用井口…     

螺杆泵杆柱扶正防脱扣装置及其应用

针对螺杆泵采油过程中出现抽油杆柱经常脱扣的问题，在分析抽油杆柱脱扣原因的基础上，设计了螺杆泵杆柱扶正防脱扣装置，简要介绍了这种装置的结构和工作原理。这种装置具有施工方便、性能可靠、经济耐用、防脱扣效果好、作业成功率高等特点，在现场应用中取得了很好的防脱扣效果，保证了螺杆泵采油井的正常生产，是一种与螺杆泵配合使用以防抽油杆柱脱扣的理想专用工具。     

延长螺杆泵井抽油杆使用寿命方法初探

螺杆泵井抽油杆柱由数十根至数百根抽油杆通过接箍连接而成，在螺杆泵采油系统中，抽油杆柱承受拉力、压力及扭矩等循环载荷作用，抽油杆的故障形式通常表现为疲劳断裂或脱扣，抽油杆的断脱事故会严重影响整个抽油系统的运转周期及原油产量，增加维护费用、采油成本。通过对螺杆泵抽油杆的加工工艺、泵型、转数与杆径匹配等方面的综合分析，从中寻找出导致杆断的主要原因，并提出预防措施，进而得出延长螺杆泵井抽油杆使用寿命的有效方法。     

共振对螺杆泵井抽油杆偏磨的影响

地面驱动螺杆泵井抽油杆的偏磨是制约螺杆泵应用的主要原因,目前采用的防治方法不能从根本上解决该问题.采用螺杆泵井受力测试仪器对抽油杆进行受力测试,结果表明,当抽油杆的转速达到特定值时,抽油杆会产生横向振动共振,这是造成抽油杆偏磨的动力学因素.当螺杆泵井抽油杆高速旋转时,重心偏移是抽油杆产生横向振动的主要原因.根据地面驱动螺杆泵井抽油杆的现场工作状态,建立了抽油杆横向振动理论模型,分析了横向振动共振的产生条件,即抽油杆的角速度等于横向振动频率,并在此基础上建立了抽油杆的横向振动模型,由横向振动的频率得出避免横向振动共振的抽油杆控制转速,从而解决了螺杆泵井抽油杆偏磨的难题.     

镦锻式螺杆泵防脱空心抽油杆的研制与应用

目前，我国螺杆泵采油系统大部分采用普通实心抽油杆或摩擦焊接式空心抽油杆来传递动力。由于扭转强度和刚度以及防脱扣性能达不到使用要求，这两种抽油杆在现场使用中经常发生断脱事故，影响了螺杆泵采油系统的推广应用。镦锻式螺杆防泵脱空心轴油杆的两端都有牙体和叉口，空心抽油杆接头靠互相插入的牙体传递扭矩，有效地解决了抽油杆接头脱扣的问题。经室内试验和现场试验表明，这种空心抽油杆具有良好的综合力学性能和防断脱性能，能够满足螺杆泵采油的要求。     

驱动螺杆泵电加热装置在“三高”原油开采中的应用

驱动螺杆泵电加热装置是在螺杆泵的基础上发展起来的，它利用空心抽油杆代替实心抽油杆，而且通过送电转换器的转换作用，给螺杆泵转子至井口全程加热，降低原油粘度，从而使螺杆泵采油工艺更为完善。     

变频调速地面驱动螺杆泵稠油开采技术

针对地面驱动螺杆泵抽油杆断、脱频繁，单井提液调参难以控制等问题，开发了螺杆泵井的变频调速装置及自动控制系统。该技术准确、实时地监控螺杆泵井的扭矩，转速等工况参数，并对螺杆泵井实施变频调速，自动控制从科学合理的调参。该技术的应用进一步提高了螺杆泵井的管理水平，有效的减缓了抽油杆的频繁断，脱问题，延长了检泵周期。     

螺杆泵排水采气杆柱强度设计方法研究

螺杆泵排水采气与螺杆泵采油区别较大,不能将油田上使用的螺杆泵系统直接应用于排水采气。在螺杆泵排水采气试验过程中,抽油杆发生频繁断裂事故,由于没有完善的抽油杆受力分析模型,无法对抽油杆强度进行验算,不能正确指出导致抽油杆断裂的原因,直接影响了螺杆泵排水采气试验的继续进行。通过查阅相关文献资料,对比各种分析计算模型,并用现场实测数据加以验证,从理论上查找误差产生的原因,最终建立和完善了螺杆泵排水采气杆柱强度设计方法。     

螺杆泵井抽油杆悬挂洗井装置

螺杆泵井作业在起抽油杆过程中，如果发生井喷，则无法对油管进行控制，只能尽快将抽油杆起完或下完，然后抢装旋塞阀，会对环境造成很大的污染。针对这一问题，研制了螺杆泵井抽油杆悬挂洗井装置，在起下抽油杆过程中可随时对油管进行控制，并为下一步压井作业建立循环通道。     

螺杆泵采油工艺的合理应用

经过多年的开发研究 ,螺杆泵形成了有油管和无油管两种采油工艺。螺杆泵采油工艺相关技术参数的确定 ,包括地面驱动装置与泵型的匹配 ;抽油杆的选择 ;螺杆泵系统的优化设计 ;驱动装置的密封 ;防断脱抽油杆 ;空心转子螺杆泵采油技术等。螺杆泵配套技术的应用 ,在解决抽油杆断脱、驱动装置漏油等方面取得了实质性突破 ;在聚合物驱和三元复合驱中的应用均见到良好效果 ,可以作为目前克服抽油杆、油管偏磨的一项替代技术。今后在泵材料开发、泵结构的优化设计、自动控制及工况测试和潜油螺杆泵研制等方面的技术有待完善。     

机械采油新进展（一）

介绍三种人工举升方法的改进，即有杆泵采油、螺杆泵采油、气举采油。有杆泵采油８种改进为：大型抽油机；抽空控制器；减速器；气井中的水处理；电加热抽油杆系统；井下盘根盒系统。螺杆泵改进包括地面驱动和控制系统以及旋转部分和关键部分的涂敷方法。在气举中采用了连续油管和气举阀。设计了两种新阀，一种改进了内部结构，另一种设计了地面液力控制可调装置。     

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。     

斜井螺杆泵举升配套技术

针对冀东油田斜井多、造斜点高、在浅层出砂区块应用螺杆泵采油技术受到局限的状况,开展了斜井螺杆泵采油配套技术研究.进行了设计参数、工艺参数对螺杆泵使用特性的影响研究,建立了斜井螺杆泵采油系统生产参数优化模型.通过对螺杆泵斜井中抽油杆柱的受力和稳定性分析,进行了抽油杆柱组合和扶正器安放设计,并进行了模拟实验.进行了管杆断脱原因分析以及定子橡胶与原油配伍性试验,对定子橡胶与原油配伍性有了初步认识.研发了斜井螺杆泵采油多功能旋转式抽油杆扶正器短节、抽油杆万向连轴短节、堵塞器、翻板式偏心油管锚等配套工具,解决了斜井杆柱弯曲、断脱问题,延长了抽油杆柱的使用寿命,降低了维护费用.斜井螺杆泵不但在出砂区块推广前景广阔,在不出砂区块与其它采油方式相比也有很大的优势.     

变频器在地面驱动螺杆泵中的应用

针对地面驱动螺杆泵抽油杆断、脱频繁及单井提液调整参数难以控制等问题,开发了螺杆泵井的变频调速装置及自动控制系统。该系统可准确、实时地监控螺杆泵井的扭矩、转速等工况参数,并对螺杆泵井实施变频调速和自动控制。该技术的应用进一步提高了螺杆泵井的管理水平,有效地减缓了抽油杆的频繁断、脱问题,延长了螺杆泵井的检泵周期。     

地面驱动单螺杆泵排出口压力计算

在采用节点系统分析方法优化设计地面驱动单螺杆泵采油系统所建立的模型中,需要求得螺杆泵吸入口和排出口压力,以便根据压差重新选择螺杆泵和设计抽油杆柱。在计算排出口压力计算过程中,考虑了由于抽油杆柱旋转引起杆管环空气液两相流摩阻的影响。以GLB40-42型螺杆泵为例,理论和计算数据分析表明,转速和抽油杆直径对流体流动摩阻压降有显著影响,从而为进一步优化设计螺杆泵和抽油杆柱提供了有力依据。     

空心抽油杆技术在螺杆泵上的应用

传统的抽油杆可以用来驱动螺杆泵系统 ,但是传统的抽油杆设计 ,可以在交变张应力下工作 ,而不能在扭矩 (剪应力 )存在的条件下工作。传统抽油杆用来驱动螺杆泵系统受到限制 ,因为螺杆泵需要大扭矩杆驱动系统。空心抽油杆系统的研制解决了连接技术上的问题和管道磨损问题 ,大扭矩能力和从杆柱空腔内注入化学防腐剂和降粘剂而使泵效得到了提高。