用卡普纶保护抽油杆接箍

<正> 对深井泵采油工况所作的分析表明,在很多情况下,由于抽油杆接箍与油管内壁摩擦引起油管漏失,是导致井下设备损坏的原因,油管的磨损主要见于油管柱下部,此处液柱压力最大,抽油杆和油管产生纵向弯曲。     

螺杆泵抽油杆柱稳定器安装位置的确定

地面驱动螺杆泵采油系统的抽油杆柱，在传递扭矩过程中会产生较大的横向挠曲变形，使抽油杆柱与油管内壁发生摩擦。本文采用动力分析的有限元方法，求解螺杆泵的抽油杆柱在运动中产生的横向变形，确定在适当的位置安装稳定器，控制杆柱的变形，避免杆柱与油管内壁的摩擦。结合实例进行计算表明，在泵挂深度１２００米的井中，在杆柱适当位置安装１６个稳定器就可以使抽油杆柱的横向变形减小而不再与油管内壁接触。     

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。     

螺杆泵专用锚的研制与应用

针对螺杆泵在采油过程中经常出现油管倒扣和脱扣的问题,研制了螺杆泵专用锚。该螺杆泵专用锚靠连接体上端的凸轮面可实现自行锚定,螺杆泵不工作时,在弹簧力的作用下又可以自动缩回解锚,减轻了油管柱的载荷,不易造成油管柱弯曲变形,有利于减轻杆管偏磨,提高机械效率,延长杆管寿命。现场5口井的应用中,除GD1-15X522井因地层出砂导致开抽不出液外,其余4口井全部一次性开抽成功,生产正常,液量平稳,未发生油管及抽油杆脱扣等事故。该工具完全能满足螺杆泵生产防倒转的要求。     

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.     

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.     

地面驱动螺杆泵抽油杆柱动力学分析技术及其应用

地面驱动螺杆泵抽油杆柱动力学分析是杆柱设计、失效机理分析的关键技术.针对细长抽油杆柱旋转运动时沿井深和井眼圆周方向与油管内壁产生碰撞接触的问题,建立了抽油杆柱非线性动力学模型.利用构造动力间隙元来描述旋转抽油杆与油管的随机碰撞接触状态,并与空间梁单元相结合,建立了旋转抽油杆柱动力学分析方法.在大庆油田B2-6-41等井的应用结果表明,井口扭矩计算平均值与实际测试值的相对误差为1.5%.根据求得的时域内抽油杆柱受力变形值以及与油管柱碰撞接触力,计算了抽油杆柱动强度和扶正器安放位置.利用该方法设计的抽油杆柱能够安全可靠地运行,使检泵周期超过550d.     

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海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年，随着钻井技术的进步和油田开发的需要，陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱，包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等，尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算，已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此，文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析，单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨，以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算，给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法，解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。     

江河矿抽油杆断脱的探讨与对策

通过对有杆泵采油井引起抽油杆柱发生弯曲变形的载荷分析 ,得出抽油杆柱在下行程中存在一个中位点 ,中位点以下的部位受压 ,杆柱将失稳形成空间螺旋弯曲 ,与管壁产生多个接触点 ,杆柱所受交变载荷及摩擦载荷而易断脱 ,同时导致油管偏磨严重 ,为此 ,提出了预防抽油杆断脱的措施。     

地面驱动螺杆泵采油系统管道内流体摩阻分析

运用流体力学有关理论, 对地面驱动螺杆泵采油系统环空管道结构参数和螺杆泵转速对流体摩阻的影响进行了分析。分析结果表明, 当油管直径一定时, 过大的抽油杆直径会使抽油杆柱旋转所受的油液摩阻及油液流动摩阻增大; 泵的转速过高会使抽油杆柱旋转所受油液摩阻及油液流动摩阻增大。建议在满足抽油杆强度及其它条件下尽可能采用小直径抽油杆; 在满足泵排量、泵效及其它条件下尽量不要使泵转速过高。合理选择抽油杆直径和泵转速将显著降低地面驱动螺杆泵系统总的能量损失。     

新型液压卡堵水管柱

针对Y221—114型封隔器连泵卡堵水管柱存在的问题,研制了新型液压卡堵水管柱。该管柱采用液压坐封的Y341—114型封隔器,避免了油管坐封距调整不合理造成的管柱弯曲,减少了杆管偏磨程度,延长了油井检泵周期。打压坐封使管柱处于伸长状态,便于确定抽油杆扶正位置,可以直接根据原始井斜轨迹选择防偏磨配套措施。液压双向锚定装置的应用不仅防止了因管柱惯性载荷引起的封隔器解封,而且解决了地层压力上顶引起的封隔器解封,同时该管柱还兼具验封及验证管外窜槽的功能。     

井口驱动螺杆泵抽油杆柱载荷计算

针对井口驱动螺杆泵抽油杆柱断脱频繁的问题，应用弹塑性理论分析了抽油杆柱在井中的受力状况。指出抽油杆柱在工作过程中处于非理想的直井条件下，同时承受拉伸、弯曲和扭转三种载荷的作用。对各项载荷进行了较详细的理论推导，对于单纯从理论上难于准确确定的个别载荷，采用了理论分析与实测相结合的处理方法。最终给出了各项载荷的计算公式，为抽油杆柱的合理设计、泵的选择及工况诊断提供了依据。     

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。     

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。     

螺杆泵驱动杆柱力学分析及稳定器布置

就工作原理而言，螺杆泵兼有离心泵和容积泵两者的优点，其缺点是驱动杆柱断裂较频繁。根据螺杆泵的工作状况，考虑抽油杆柱的重力、浮力、拉力、扭矩、井限轨道等因素的影响，给出了驱动杆柱动力学基本方程，建立了三个模型，即对驱动抽油杆柱作整体力学分析的稳态拉力－扭矩模型；对井口处的驱动杆柱作局部弯曲分析的数学模型，以及对与螺杆泵转子相连接的下部杆柱作动力分析的数学模型，并提出了稳定器布置方法。     

控制油管伸缩提高泵效的理论分析及措施

在有杆泵抽油过程中，因油管弹性伸缩，抽油泵冲程损失达10％以上。在对油管柱进行受力分析后，计算了其伸缩量，并提出用封隔器、机械式油管张力锚和液压式油管锚锚定油管柱，控制油管柱伸缩。这样不仅可以减少冲程损失，提高泵效3％－15％，而且还能改善抽油泵的受力状况，延长泵免修期以及抽油杆和油管的使用寿命。比较3种控制油管伸缩工具，以液压式油管钱控制油管柱伸缩效果最好，操作方便，价格低廉，应大力推广应用。     

井下单螺杆抽油泵杆柱受力分析与设计

在井下单螺杆抽油泵系统中，抽油杆柱既传递扭矩又承受轴向载荷，其受力状态与常规抽油系统中的抽油杆柱大不相同。对井下单螺杆抽油泵杆柱进行了受力分析，并建立了杆柱设计与计算的力学模型。提出了井下单螺杆抽油泵杆柱设计的原则和在二向应力状态下等强度组合杆柱设计和计算的方法：为降低杆柱摩阻和油液压头损失，应尽量采用小规格的D级抽油杆，在小规格的抽油杆柱的最大工作应力大于抽油杆的许用应力时再选用大一规格的抽油杆。此方法可利用计算机编程进行杆柱设计与计算，其程序简单易行，适用于现场工程设计计算。最后给出了设计与计算实例。     

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.     

油气井管柱冲击动力问题研究概况和发展趋势

钻采作业中经常遇到管柱冲击动力问题。具体工况包括：①射孔和爆炸松扣解卡时,炸药爆炸引发的管柱冲击振动;②用震击器解卡时,突然泄流和震击力引发的管柱冲击振动;③钻柱、套管柱、油管柱、抽油杆柱断脱或刹车不灵或操作失误,导致管柱沿井筒向下滑落冲击井底或泵阀,以及管柱下放时突然遇阻的情况。对文献的相关研究进展进行了评述,并介绍了油气井管柱力学三原理、油气井管柱动力学基本方程、油气井管柱的屈曲和拉力扭矩分析、钻柱动力学、直杆和薄壁管在轴向冲击作用下的应力和变形、以及有限元力学仿真的研究进展;最后,对管柱冲击动力研究的力学模型、数学模型、求解方法和预期结果等提出了建议。