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。     

抽油杆柱综合防偏磨技术

为预防抽油杆柱偏磨,延长抽油杆使用寿命,研制试验了抽油杆柱综合防偏磨技术.介绍了抽油机井抽油杆柱井下旋转、防偏磨技术及其试验效果.抽油杆防脱器与旋转器配合使用可使抽油杆柱旋转;抽油杆防偏磨器、抽油杆抗弯防磨副的配合使用可起到防偏磨的作用.所使用的井下工具简单,无需改变地面和井下设备,其原理可靠,理论依据充分,适用于具有明显中性点的油井,对每口油井都要有针对性地进行设计、计算才能达到较理想的效果.井下抽油杆旋转器是一种多功能的井下工具,不但能使抽油杆柱旋转,而且能起到抽油杆井下减震器的作用,具有超中程效果,可提高抽油机井泵效,延长检泵周期.     

YLFK型长柱塞抽稠泵研制与应用

现有抽稠泵抽吸稠油时,往往出现柱塞下行阻力较大,液压反馈力小,致使杆柱下行屈曲变形,泵效低,严重时杆管之间的偏磨倒井问题突出。研制的YLFK型长柱塞抽稠泵下行时增加了作用在抽油杆柱上的较大向下液压反馈力,泵效大幅度提高,减缓了杆柱屈曲变形的问题,有效、低成本解决了杆管之间偏磨的问题。     

XJFB型防偏磨抽油泵的研究与应用

为了解决有杆泵抽油井杆管偏磨及提高稠油井、高油气比井和大斜度井泵效的问题,研制开发了XJFB型防偏磨抽油泵.该泵采用机械阀和双柱塞的结构,柱塞与抽油杆柱不直接连接,游动阀为机械开启方式,抽油杆柱始终在拉应力状态下工作.在临盘油田65口井的现场应用表明,XJFB型防偏磨抽油泵,能防止抽油杆柱发生弯曲失稳及由抽油杆受压弯曲造成的杆管偏磨,有效解决了稠油井、高油气比井和大斜度井凡尔开关滞后的问题,提高了泵效.     

防磨降耗抽油泵研制及应用

针对抽油机井偏磨及高能耗的实际现状,提出了兼备偏磨治理与节能降耗双重作用的防磨降耗抽油泵。该泵在泵筒上部增设环形阀,取消常规泵的固定阀,能够减小下行程时抽油杆受到的浮力,降低中和点的位置,使抽油杆挠曲难度增大,延缓偏磨。同时由于下行程时浮力的降低,抽油杆自重被进一步释放,增加了下行悬点载荷,减少电机对重物做功份额,实现节能。现场应用表明:在平均抽吸参数不变的条件下,抽油机下行悬点载荷显著降低,系统效率提高了8个百分点,具有良好的推广应用价值。     

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。     

含聚浓度对抽油泵柱塞下行阻力影响的实验研究

减小抽油泵的下行程阻力是延长聚驱井检泵周期及预防抽油杆偏磨的主要措施.为了研究抽油泵结构和见聚浓度对抽油泵阻力的影响,在室内实验装置上进行了模拟实验.室内实验结果表明,抽油泵柱塞下行阻力总的趋势是随聚合物浓度的增加而增加;与Ⅰ级泵相比,Ⅲ级抽油泵下行阻力可降低20%以上,大流道泵的阻力可降低30%以上,采用大流道泵有利于改善下行程抽油杆的受力状况,可起到防偏磨的作用.     

彩南油田抽油杆偏磨机理和防治研究

一般认为影响抽油杆偏磨主要有三大因素:一是井斜;二是柱塞下行阻力;三是底部油管屈曲.通过应用摩擦强度的概念对这三大因素的分析发现,井眼轨迹的弯曲、底部油管屈曲是抽油杆偏磨的主要因素,井斜、柱塞的下行阻力所引起的偏磨并不严重.对彩南油田抽油杆偏磨情况分析后,得到如下主要结论:在弯曲井段,全角变化率越大,杆管摩擦强度越严重.在斜直井段,当井斜角大于4度时,需要考虑安放抽油杆扶正器;在大间隙柱塞副、低粘度井液、小泵径的油井工况下,柱塞的下行阻力并非是抽油杆偏磨的主要原因;上冲程在柱塞拉动下,底部油管发生屈曲,由此形成的杆管之间的摩擦强度较为严重.     

水驱抽油机井杆管偏磨原因的力学分析

建立了铅垂油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式.杆管偏磨的临界轴向压力只取决于抽油杆直径与轴向分布力;应用波动方程建立了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.系统分析了油井生产条件与生产参数对杆管偏磨的临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响.分析结果表明:(1)含水与沉没度对杆管偏磨有显著影响,高含水油井在低沉没度下运行会明显降低杆管偏磨的临界轴向压力;(2)当油井供液不足时,柱塞下冲程时泵内将产生液击,并加大柱塞下行阻力;(3)抽汲参数增加不仅导致抽油杆柱振动加剧,降低了杆管偏磨的临界轴向压力,而且也加大了柱塞下行阻力.当抽油杆柱在上述一个或几个条件共同作用下达到偏磨临界条件时,杆管将产生偏磨.     

偏阀式防偏磨抽油泵的研制与应用

为了防止杆管偏磨,延长抽油杆与油管的使用寿命及检泵周期,研制了25—225TH4.5—1.2—FP型偏阀式防偏磨抽油泵。该抽油泵主要由上接头、游动阀、柱塞、泵筒、固定阀、加重杆、加重杆尾锥等组成。下冲程时,加重杆的重力可以抵消抽油杆柱所受的阻力,防止抽油杆柱的失稳变形。试验证明,该泵的各项性能指标均符合GB/T 18607—2001《抽油泵及其组件规范》要求,可以改善抽油杆柱的受力状态,很好地解决了有杆泵采油井的杆管偏磨问题。     

抽油机井偏磨防治技术

针对萨中油田注聚合物井杆管偏磨问题,通过大量理论研究和室内试验,详细分析了偏磨现象产生的机理,确定了聚合物溶液对抽油杆柱系统产生的法向力和下行阻力2个影响因素,有针对性地制定大流道三级泵、全井扶正、统一杆径、定期旋转抽油杆配套防偏磨措施。经过2年的实践,效果显著,获得了可观的经济效益。     

抽油杆助抽扶正器研制

为防止抽油杆管偏磨,提高泵效,延长井下抽油系统的使用寿命及检泵周期,研制了一种抽油杆助抽扶正器。将多个抽油杆助抽扶正器连接在抽油杆柱中,每一个抽油杆助抽扶正器相当于装在抽油杆上的可以开合的柱塞。下冲程时自动打开,上下畅通,只起扶正、防偏磨作用;上冲程时自动闭合,形成多个在油管中的大直径柱塞,随抽油杆一起上升,分担了作用在抽油泵柱塞上的压差,从而减少了柱塞与泵筒之间的漏失与磨损,可提高井下设备的寿命,延长检泵周期。     

非直井抽油杆扶正器安装位置的确定

偏磨是由水平正压力造成的，与半干摩擦力关系不大；中和点上下抽油杆柱都会发生不同程度的偏磨，800m以上的抽油杆一般不会发生偏磨；文章介绍了中和点上下扶正器安装位置及间距的计算公式：现场应用，收到了防止管杆偏磨，延长检泵周期的良好效果。     

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。     

长柱塞耐砂泵筒偏磨原因分析及改进措施

长柱塞耐砂抽油泵具有长柱塞短泵筒和环空沉砂的独特结构,能有效解决出砂油井卡泵和泵漏造成检泵周期短的问题,但由于长柱塞属于细长大柔度压杆,下行过程易失稳弯曲偏磨泵筒,柱塞上端失稳挠曲的抽油杆产生的侧向力也会使长柱塞弯曲偏磨泵筒,加之长柱塞短泵筒结构导致泵筒磨损面短且固定不变这个薄弱点,导致泵筒易磨损加剧漏失甚至失效。通过对长柱塞耐砂泵筒偏磨原因进行分析,采取改进措施后,大大减小了泵筒漏失,在现场应用中取得了明显效果。     

定向井抽油杆三维力学模型及在偏磨中的应用

杆管偏磨是油田开发过程中有杆泵生产面临的重要问题, 井眼弯曲和抽油杆柱失稳屈曲是导致杆管偏磨的重要原因。文章依据微元分析理论, 对运动状态下的抽油杆柱进行了受力分析, 建立了描述抽油杆柱在定向井中受力状态的三维力学模型, 模型采用波动方程的形式, 考虑了井眼轨迹、 杆柱组合、 抽油泵以及流体的影响,通过有限差分法进行求解。实例计算表明, 该模型可以较为准确地预测定向井中抽油杆的偏磨位置以及偏磨程度。     

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。     

抽油井偏磨治理的试验研究

从聚驱油井偏磨的实际出发,分析了聚驱采出井抽油杆的受力及偏磨的因素,给出了聚驱采出井抽油杆的受力公式及抽油杆弯曲的螺距。通过对抽油杆受力公式的自变量分析,认为冲程、冲次、下泵深度、弹性波及抽油杆下行最大速度是影响受力的主要因素,也是造成偏磨的主要因素。从而确定在日常管理中,在采出井生产了一段时间后,为了改变抽油杆已有的偏磨位置,通过调参的方式改变抽油杆的受力大小,进而改变抽油杆弯曲距的位置,使杆管偏磨点发生位移。对于沉没度较低的井,要减小抽汲参数,尽量降低弹性波的振幅,减小形成弹性波的能量,达到治理偏磨的目的。通过采出井调参后延长检泵周期的统计,给出了调参原则,即定在该井上次检泵周期的1／3～1／2时间进行调参,并与其他的防偏磨措施结合,延长聚驱采出井的检泵周期。     

新型防偏磨工艺

采用新型防偏磨工艺技术，解决了抽油杆下行失稳弯曲的问题，防止了抽油杆与油管偏磨损伤，提高泵效，增加油井产量，能实现油井经济开发的目的。该技术经不断的改进完善，至今已在胜利油田推广应用多口井，防偏磨效果明显，已成为胜利油田防偏磨主导技术。     

高含水期小泵深抽井防偏磨技术

随着油田进入高含水开发期,抽油机小泵深抽井的杆管偏磨问题日趋严重。杆管偏磨的主要原因是抽油杆的失稳弯曲变形所引起,油田高含水加剧了二者之间的偏磨。为此,设计研制了一种新型的适用于小泵深抽井的抽油杆扶正器,即强制支撑内摩擦副式抽油杆扶正器。该装置扶正体可支撑固定在油管内壁上,使之与油管没有相对运动。将抽油杆与油管的摩擦与磨损转变为抽油杆扶正器自身的摩擦与磨损,防止抽油杆柱及管柱失稳弯曲与偏磨。现场应用37井次,平均单井检泵周期延长162天。