旋转防偏磨抽油杆接箍的研究设计

在油田抽高含水开发期,由于腐蚀和磨损的影响,有杆泵生产井中抽油杆接箍早期磨蚀失效,造成抽油杆断脱油井作业。论述了一种旋转防偏磨抽油杆接箍结构和工作原理,通过结构的改变减少管杆接触比压力,在减小管杆问的摩擦力的同时减少旋转减小抽油杆接箍及接触油管的磨损,可有效解决有杆泵抽油井管杆接箍磨损造成作业问题。     

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。     

液力平衡式防偏磨抽油泵的研制与应用

普通抽油泵在柱塞下行时阻力较大,致使杆柱屈曲变形严重,杆管间的偏磨问题突出。针对这一问题,研制了液力平衡式防偏磨抽油泵。该抽油泵下行时增加了作用在抽油杆柱上向下的液压反馈力,消除了普通抽油泵打开游动阀所需的下行阻力,有效减小了杆柱的弯曲变形,减缓了油井偏磨。现场应用25口井,作业成功率95%,平均泵效75.4%,延长检泵周期130d,取得了良好的应用效果。     

三维井眼抽油杆与油管防偏磨技术研究与应用

抽油杆、管偏磨主要受力学因素和油井产出物的影响,其根本原因是抽油杆、管之间的摩擦力造成的;偏磨点的预测模型由实测数据进行修正或标定使预测更加准确;降低抽油杆、管之间的偏磨方法主要是降低杆、管之间的摩擦力;降低抽油杆对油管的正压力采用传力式加重杆加重,使抽油杆中和点下移;使用抽油杆防偏磨节箍,降低了杆、管之间的摩擦系数;现场应用219口井表明,延长了检泵周期、提高了井下效率和经济效益。     

抽油杆柱防偏磨器的研究

为解决抽油机井杆管偏磨问题，研制了一种抽油杆枉防偏磨器，介绍了其结构和工作原理，建立了防偏磨器下部抽油杆柱运动的数学模型，提出了适合于不同抽油机井的抽油杆柱防偏磨器的设计方法。现场应用证明，此装置可有效地降低抽油杆柱动载荷，消除由于杆柱弯曲而产生的杆柱偏磨和脱螺纹现象，显著提高杆柱的断脱周期，降低抽油机的悬点载荷，不增加有杆抽油系统的冲程损失，提高油田的整体经济效益。     

螺杆泵抽油杆柱瞬态有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件,建立了螺杆泵抽油杆柱瞬态非线性有限元模型,针对杆柱初始缺陷及振动对杆柱的影响,采取在侧向变形及接触力较大的部位安装扶正器的措施来消弱杆柱的振动、减小杆柱侧向变形。通过分析结果,得出了抽油杆柱扶正器的合理配置方案,该方案能够减少杆管偏磨,预防杆柱断脱,延长检泵周期。     

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。     

抽油杆软联接防偏磨工艺技术

针对河南油田分公司采油一厂部分油井因杆管偏磨而造成检泵周期短的问题,在井斜小于45°并且无"狗腿度"的油井上,研究了抽油杆软联接防偏磨工艺技术。通过对偏磨油井杆管偏磨力的计算分析,研究了抽油杆软联接防磨器,在软联接防磨器的作用下,可以使杆管的偏磨应力得到有效释放,从而达到延长油井检泵周期的目的。2008年在河南油田分公司采油一厂现场应用2口井,工艺成功率100%,平均单井延长检泵周期188 d,累计增油300 t,创经济效益80万元。     

抽油机井振动载荷对杆管偏磨的影响研究

建立有杆泵杆柱振动力学偏微分方程并求解和分析,研制了可测出抽油杆工作过程中瞬时受力状况的测试仪器,进行了现场测试,获得了抽油杆不同部位受拉压和侧向力的周期性变化曲线,发现了振动载荷由下至上逐步增大的规律。当轴向压力增大到一定程度时,杆柱将屈曲变形,增加径向接触力,会使杆管偏磨的程度增加,为抽油机井杆管防偏磨提供了依据。通过采取合理加重、优化参数等技术措施,使杆柱受力中和点下移或减轻振动影响,措施在不同油田的几千口井上实施后见到了下移中和点、减小振动载荷、延长检泵周期的明显效果。     

有杆泵井偏磨腐蚀原因探析及防治

通过对胜利油田孤岛采油厂下馆陶单元抽油机井管杆偏磨腐蚀现状调查，分析造成管杆偏磨腐蚀的因素主要有井身结构、杆柱受交变载荷、产出液高含水及腐蚀介质等，为此，采取环空掺缓蚀剂，下镍磷镀油管及抽油杆、下塑胶抽油杆正器及下射流泵措施，取得了较好的效果，有效延长了抽油机井的检泵周期。     

基于 Algor 有限元软件的杆管偏磨研究

运用Algor有限元软件对抽油杆柱和油管进行实体建模和网格划分,以抽油杆柱力学规律和运动模型为基础,建立了抽油杆柱仿真运动模型,以抽油机悬点运动规律、抽油杆柱下端（泵柱塞）受力和杆柱沿程重力分布为约束条件,计算分析了在一个抽汲周期内不同时刻抽油杆柱沿程径向位移分布规律、最大径向位移和中性点分布特征,对比分析了扶正器安装前后抽油杆柱径向位移的变化,为防偏磨扶正器安装设计提供理论依据;以油井的现场偏磨情况与理论仿真结果进行对比分析,验证了仿真结果的正确性。     

油井堵水工艺管柱的研制

采用常规Y221型封隔器封堵高含水层和套管漏失段,易出现油管与抽油杆偏磨加剧、缩短检泵周期、封隔器内通径过小不能满足现场需要、封隔器受压差影响解封困难等问题。研制了油井堵水新工艺管柱,主要由Y221型大通径堵水封隔器和能传递转矩的油管补偿器等组成,封隔器可分别在抽油泵下部和上部配套使用,油管补偿器可避免油管弯曲造成的管杆偏磨加剧和缩短检泵周期的问题。现场应用表明:该工艺管柱能够延长堵水有效期,对于油田高含水开发后期的长效开发具有重大的现实意义。     

连续抽油杆导向扶正装置

针对钢质连续抽油杆在部分高矿化度、高含水油井与油管间的偏磨现象突出,而采用普通抽油杆连接抗磨幅防偏磨技术又无法适应连续抽油杆无接箍和螺纹设计的问题,研制出连续抽油杆导向扶正装置。该装置通过上、下接头连接在偏磨井段的油管柱上,使钢质连续抽油杆与导向扶正装置内导向轮接触,将杆管间的滑动摩擦变为抽油杆与导向轮之间的滚动摩擦,避免抽油杆与油管之间直接接触发生相对运动,达到扶正杆柱和延长钢质连续抽油杆使用寿命的目的。160余口井的试验应用情况表明,该装置下井施工成功率100%,平均检泵周期延长180d,悬点载荷减少12.5%,经济效益和社会效益显著。     

有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测研究

根据能量法原理,建立了有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测模型。通过几何分析确定了抽油杆与油管的最大磨损深度计算方法,并编制程序进行了计算,得出在摩擦因数、磨损效率、摩擦行程相同的情况下,杆管柱的磨损量和最大磨损深度主要与正压力有关。该模型可用于有杆抽油系统中杆管柱的磨损量预测,不仅为较好地预测井下杆管偏磨情况提供了理论依据,同时对采取及时有效的防偏磨措施具有指导意义。、     

冀东油田中斜度定向井防偏磨技术优化研究

冀东油田中斜度定向井管杆偏磨是油管刺漏和抽油杆断脱的主要影响因素,缩短了油井的检泵周期,增加了油井维护工作量,加大了生产成本。利用数理统计学方法,分析了影响中斜度井杆管偏磨的井斜角、冲次、沉没度及含水率等主要影响因素,确定了各因素导致杆管偏磨的技术界限。使用加重杆改善杆柱受力结构,对井斜大于35°的油井采用耐磨衬里油管、优化生产参数来降低杆管偏磨程度等方式,进一步完善了中斜度井管杆防偏磨工艺技术。推广应用该项技术以来,平均单井检泵周期延长250 d,生产维护费用节约5×104元/井次,为油井长期平稳生产提供了技术支撑。     

地面驱动螺杆泵采油管柱弯曲机理研究

随着地面驱动螺杆泵的广泛应用，抽油杆的断脱与偏磨现象越来越严重，大多文献将其主要原因只归结为抽油杆弯曲以及井眼曲率，却忽视了油管弯曲这一重要因素。从油管的变形分析入手，给出了活塞效应、鼓胀效应、温度效应以及油管弯曲等原因造成的变形量，并在此基础上利用管柱稳定计算原理提出了弯曲个数、弯曲段长度等关键参数的计算方法和计算公式，以期对防止偏磨提供一定的参考。     

双河油田有杆泵井管杆偏磨的综合防治

根据双河油田部分油井油管和抽油杆易偏磨 ,造成管杆断脱、管柱漏失及频繁作业的生产实际 ,对管杆偏磨的原因进行了分析 ,认为造成管杆偏磨的因素主要有井身结构弯曲、油管螺旋弯曲、抽油杆螺旋弯曲以及工作参数不合理、产出液的高含水特性等。为此 ,结合生产实际提出了有效的防治措施 :(1)简化井下生产管柱 ;(2 )优化组合油管、抽油杆柱 ;(3)选择合适的井下工具 ;(4 )确定合理的生产参数。上述综合防治措施在现场应用 ,大大减缓了管杆偏磨 ,延长了油井检泵周期 ,取得了良好的防偏磨效果     

大斜度井有杆泵举升配套技术的研究与应用

针对常规有杆泵在大斜度井中举升时,存在偏磨导致管杆断脱严重、杆柱下行阻力大和泵效低的问题,开发了新型有杆泵抽油配套技术。该配套技术采用偏置阀式抽油泵、钢质连续抽油杆和旋转井口装置等部件,并配套组成了大斜度井有杆泵举升工艺管柱。经500余口井的现场应用表明,采用该配套技术,平均泵效比常规抽油泵提高了5%～10%,检泵周期延长6月以上,举升效果明显。