煤层气井管式泵临界沉没度试验分析

建立了煤层气井管式泵泵阀开启的临界条件模型,通过泵阀的水力损失计算,以最大水力损失作为泵阀开启的最低条件,得到了泵在不同工况条件下的临界沉没度。借助煤层气排采井模拟试验系统进行试验,得到了不同冲次下沉没度与泵效和排液量的关系曲线。分析试验曲线可知,随着冲次的提高,泵的临界沉没度增加,泵效降低,主要原因是随着冲次的提高,固定阀的损失增大,导致临界沉没度增大;冲次变化对临界沉没度影响较小,临界沉没度受到泵径的影响,泵径不同临界沉没度不同;煤层气井排采时可以根据泵效变化率的大小选择合理的沉没度。     

基于Simulink的抽油泵泵阀运动规律仿真

煤层气排采作业中,低沉没度对有杆抽油泵泵阀的正常打开提出了更高的要求。通过对泵阀的开启压差进行精确计算,借鉴往复泵泵阀的理论研究成果,建立了泵阀运动数学模型与仿真模型。通过Simulink对抽油泵泵阀进行仿真,得到泵筒内的液体压力变化规律曲线、泵阀打开高度曲线及泵阀运动速度曲线。分析仿真结果认为,阀球的打开与开启压差有着重要关系,并不完全由沉没压力决定;阀球的打开与有杆抽油系统的冲程、冲次及泵的结构有关,随着有杆泵抽油系统冲程或冲次的增大,泵阀的升程高度相应增大,反之减小。     

煤层气井有杆泵排采临界沉没度的确定

为探索煤层气井有杆泵排采合理的临界沉没度,以抽油泵固定阀为研究对象,建立了固定阀运动规律的精确微分方程和固定阀的水力损失数学模型,并利用Simulink建立仿真模型。仿真结果表明,固定阀在开启瞬间产生较大的加速度,产生较高的水力损失,随后固定阀的加速度变小,水力损失变小。以最大水力损失作为泵阀开启的最小条件,进而得到泵的最低沉没度。该项研究结果为提高煤层气产出量提供了重要的理论依据。     

煤层气井有杆泵排采临界沉没度的确定

为探索煤层气井有杆泵排采合理的临界沉没度,以抽油泵固定阀为研究对象,建立了固定阀运动规律的精确微分方程和固定阀的水力损失数学模型,并利用Simulink建立仿真模型。仿真结果表明,固定阀在开启瞬间产生较大的加速度,产生较高的水力损失,随后固定阀的加速度变小,水力损失变小。以最大水力损失作为泵阀开启的最小条件,进而得到泵的最低沉没度。该项研究结果为提高煤层气产出量提供了重要的理论依据。     

采用半球形柱塞阀的新型斜井抽油泵

目前,一些造斜点浅、斜度大的定向井仍采用普通有杆泵生产,因井斜和受力状态改变,使泵阀启闭动作滞后,阀球偏击旁落,泵效明显降低甚至不出油。为此,设计了一种适用于大斜度井和水平井的新型斜井抽油泵。这种泵的泵筒采用特殊的固体渗硼工艺,柱塞采用热喷焊镍基合金工艺,防腐且耐磨性优越;泵阀件采用带导向杆的半球形柱塞结构,弹簧制动,精确控制阀球与阀座对中,启闭动作及时。实践证明,该泵用于大斜度油井具有泵效高、寿命长等优点。     

旁通阀液力反馈抽油泵研究及应用

在稠油井以及偏磨井,由于抽油杆工作条件恶劣,在上冲程时抽油杆的拉应力增加; 而下冲程时阻力大,抽油杆柱的中和点之下处于受压状态,存在交变载荷,造成泵效低、杆管偏磨严重。通过分析井下抽油设备受力状态,对常规抽油泵结构进行了创新和改进,研制了一种旁通阀液力反馈抽油泵。该泵型采用液力反馈技术,为杆柱下行提供动力,克服稠油井、偏磨井井中杆柱下行摩阻,避免下行杆柱弯曲,同时提高泵的充满度,延长有杆泵系统的正常生产周期。泵阀采用弹簧复位球阀,柱塞两端设计防砂结构,适用于斜井、稠油井,并提高了泵效。     

示功图定量解释及应用

示功图定量解释属于间接测试范畴,玉门油田利用示功图可以求出:产液指数、产油指数、沉没压力(动液面)、流动压力、油层静压、油气比、井下泵效、产液量、混合液比重、水马力、举升效率及各种损失,冲程方面7项(冲程增值、油杆弯曲冲程损失、凡尔工作滞后冲程损失、油管缩短、油杆伸长、摩阻负荷增加的冲程损失及充不满程度);负荷方面3项(液体摩阻负荷、机械摩阻负荷及震动负荷);功率方面3项(液体摩阻消耗功、机械摩阻消耗功及震动负荷消耗功)。准确掌握油井动态,优选合理工作制度,降低成本,节约能源。     

抽油泵强制闭合固定阀在大斜度井段的应用

定向井、水平井在井斜角45°以上井段实现有杆泵抽油是一个技术难题,泵固定阀球受井斜影响关闭不及时或不到位会造成低泵效。介绍了一种抽油泵强制闭合固定阀,在中原油田采油三厂8口大斜度油井应用后,平均日产液由5.1 t上升至13.1 t,平均日产油由1.6 t提高到3.7 t,平均泵效由15.7%提高到49.6%,表明该强制固定阀能明显提高泵效。     

有杆泵充满度计算方法及影响分析

为准确计算有杆抽油泵充满度,以油液进入抽油泵运动平衡方程为出发点,结合泵内气、油状态,综合考虑油液参数、油井参数、抽油参数和冲程损失等影响,设计了一种多影响因素共同作用的抽油泵充满度计算方法。重点考查了套管压力、沉没度、泵挂深度、抽油参数及原油气油比对抽油泵充满度的影响程度和趋势。研究结果表明:计算抽油泵充满度时,忽略套管压力影响将导致计算结果偏小,且必须同时考虑有效冲程与理论冲程的差异;抽油参数对泵充满度影响较小,沉没度增大有利于提高泵的充满度,原油气油比增大将导致泵充满度急剧下降。研究结果对大斜度井采油泵效计算具有重要的参考价值。     

低沉没度对抽油机井检泵率的影响

萨中油田北一区检泵井主要集中在低沉没度井中.进一步分析低沉没度井的检泵原因,发现主要集中在抽油杆断、脱接器损坏、杆管偏磨和固定凡尔漏等方面,4项合计86口井,占低沉没度检泵作业并的.70%o 2009年,试验区低沉没井通过改善注水状况、提高注水量及合理调整抽汲参数,平均沉没度由298 m上升到354 m;检泵率17.7%,与上年度对比下降了14.5个百分点.     

φ95mm有杆抽油泵失效分析及预防措施

根据胜坨油田近几年采用９５ｍｍ有杆抽油泵提液的实践,分析了造成这种抽油泵失效的原因,包括与其配套的脱节器失效、抽油杆断脱、泵漏、电动机不配套和生产管理不善等。为增强泵的提液能力和工作可靠性,提出５项预防措施：（１）选择有充足供液能力的油井;（２）在保持相同泵效的情况下,泵的沉没度应略大于小泵,推荐按４５０～５００ｍ设计;（３）采用Ｈ级超高强度抽油杆柱,并在杆柱底部配置一定重量的加重杆;（４）采用长冲程、低冲次的参数匹配,推荐光杆冲程大于５ｍ,冲次小于６ｍｉｎ－１;（５）为提高泵筒、活塞和阀座的防腐耐磨性,推荐采用“氧化锆阀球和阀座＋喷焊柱塞＋氮化泵筒”的结构形式。     

低产抽油机井动态参数仿真模型与提高系统效率的途径

综合考虑柱塞运动规律、阀球运动规律、阀隙瞬时流量与油井流入特性等因素的影响,建立了流体进泵规律与泵筒内瞬时压力的仿真模型,以此为依据改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型,进而建立了基于抽油杆柱纵向振动与流体进泵规律耦合的抽油机井示功图动态仿真模型;基于流体瞬时进泵规律,建立了抽油泵充满系数、漏失系数的仿真模型,从而改进了排量系数计算模型。对比仿真结果表明,所建立的系统动态参数仿真模型具有通用性,可以提高低沉没度供液不足油井示功图、排量系数与系统动态参数的仿真精度。仿真优化算例表明：①大泵径、长冲程与低冲数的抽汲参数设计原则仍然适用于低产抽油机井的节能设计,但最低冲数存在界线,同时最低冲数界限也限制了泵径上限;最低冲数界限随泵间隙的增加而增加;②对于严重供液不足油井,通过合理降低冲程与冲数,可以确保在油井产液量下降率低于5%的条件下,使系统效率最高提高近120%;③在油井产液量一定、下泵深度相同的条件下,优化冲程、冲数与泵径组合可以显著提高系统效率,仿真算例的系统效率变化范围为9.43%~17.48%;④在油井产液量与流压一定条件下,综合优化下泵深度、冲程、冲数与泵径可以显著提高系统效率,优化算例的系统效率由10.56%提高到31.49%。     

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     

超浅层稠油水平井注采工艺的研究与应用

针对井楼油田超浅层稠油水平井原油粘度大、储层胶结疏松、出砂严重、造斜点浅、井斜变化率大以及方位角大的特点,研究应用了滤砂管挤压防砂完井工艺、隔热注采一体化工艺、大斜度抽稠泵抽油工艺,先后在楼平1井等5口水平井进行了现场试验,施工成功率为100%,平均累计增油2683.1t,平均油气比0.321,平均有效期596d。实现了稠油有杆泵人工举升最大井斜角达72.95°,最大位重比2.59。现场应用证明,该技术能够达到超浅层稠油水平井注采的要求,很好地解决了超浅层稠油水平井的开采难题,具有广阔的推广应用前景。     

应用曲线拟合法确定有杆泵沉没度

给出了确定有杆泵井沉没度的曲经拟合公式，并且对571口有杆泵井的数据进行了曲线拟合，给出了不同含水油井的合理沉没度范围。实例表明，油井保持合理的沉没度不仅节约大量的材料，而且油井免修期明显延长。     

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。     

抽汲混气原油时合理沉没度的计算方法

在抽汲混气原油时,选择合理的沉没度,是提高泵效的重要途径。但是长期以来,大部分抽油井的沉没度的选择都是凭经验而定的,这样难免形成沉没度或大、或小的不合理现象。本文假设地层供液能力与机采系统的生产能力相匹配,抽油机杆柱、泵系统已经选定,从冲程损失与沉没度的关系入手,推导出了泵效与沉没度的解析关系式,进而对机采系统的沉没度给出了定量的选择参考。     

基于典型示功图的抽油机井杆管偏磨诊断

目前国内各大油田已进入开发中后期,杆管偏磨现象严重。杆管偏磨受多种因素影响,主要包括井眼轨迹、抽油杆失稳弯曲、腐蚀结垢、沉没度、油井出砂和结蜡等。在对杆管偏磨机理以及受力分析的基础上,通过对典型示功图中的泵充不满、出砂、结蜡、油稠等因素以及杆管摩擦载荷值大小的综合分析,达到抽油机井杆管偏磨诊断的目的。