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。     

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。     

抽油杆旋转装置

抽油杆旋转装置使抽油杆匀速旋转,抽油杆与井壁磨损位置由原来的15°扩大到360°,把原来的固定点磨损变为圆周磨损,从而使抽油杆磨损寿命从理论上增加了24倍;同时,由于抽油杆转动时形成的附加扭矩,使抽油杆的弯曲点和弯曲朝向发生偏移,从而把原来的抽油杆和油管的固定点磨损变成非固定点磨损,因而大幅度提高了抽油杆和油管使用寿命。     

抽油杆柱受力计算结果解释

本文所给的是作用于抽油杆柱上的诸力以及这些力与抽油杆柱弯曲趋势之间的关系。重点放在这样的事实上，即有效力，与真实力相对，是抽油杆弯曲的决定性参数。范例计算表明，有效张力在上部抽油杆分析和泵附近抽油杆及加重杆的设计中都非常重要。     

抽油杆柱纵向螺旋弯曲对脱扣的影响

抽油杆柱在下行程时,杆柱中和点以下部分受压失稳,发生包括扭转和弯曲在内的空间螺旋弯曲变形。杆柱接头螺纹在失去预紧力和受振动力作用下产生松扣,弯曲变形扭矩则加快了下部接头的脱扣速度。为预防或减少抽油杆柱脱扣,一是减少或避免抽油杆柱发生螺旋弯曲变形,二是上紧接头螺纹,达到要求的上扣预紧力。     

定向井抽油杆柱横向振动仿真模型及扶正器布点优化

将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合考虑弯曲井筒对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述井筒对抽油杆柱横向振动的约束,并基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在井筒约束条件下横向振动仿真的数学模型。基于定向井抽油杆柱横向振动仿真模型,建立了扶正器布点优化的数学模型。采用龙格库塔法实现了定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算;通过循环迭代方法实现了扶正器的布点优化。研究结果表明：⑥仿真结果与油田实际情况相符,验证了模型的适用性;②杆管偏磨的危险点为井眼的造斜段与杆柱受压段。井眼造斜段杆管接触力较大,杆柱受压段杆管碰撞剧烈;③优化扶正器配置后,杆体、接箍不与油管接触,扶正器的最大杆管接触力均在许用接触应力以内,保证了抽油杆柱的工作寿命。     

定向井抽油杆柱横向振动仿真模型及扶正器布点优化

将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合考虑弯曲井筒对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述井筒对抽油杆柱横向振动的约束,并基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在井筒约束条件下横向振动仿真的数学模型。基于定向井抽油杆柱横向振动仿真模型,建立了扶正器布点优化的数学模型。采用龙格库塔法实现了定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算;通过循环迭代方法实现了扶正器的布点优化。研究结果表明:(1)仿真结果与油田实际情况相符,验证了模型的适用性;(2)杆管偏磨的危险点为井眼的造斜段与杆柱受压段。井眼造斜段杆管接触力较大,杆柱受压段杆管碰撞剧烈;(3)优化扶正器配置后,杆体、接箍不与油管接触,扶正器的最大杆管接触力均在许用接触应力以内,保证了抽油杆柱的工作寿命。     

抽油杆倒扣器的使用

在修井作业时,经常会遇到抽油杆倒螺纹.在需要抽油杆倒扣时,往往是用人力旋转管钳,来实现抽油杆倒扣的,但常常因抽油杆的扭曲弹力大,稍有疏忽或操作不好,就会使管钳脱手,此时,由于抽油杆的扭曲弹力会带动管钳反向飞速转动,转动的管钳则会将作业人员击伤,而且用管钳倒扣也很困难,有时甚至不能倒螺纹,此时往往需要大力上提解卡,使用大力上提解卡经常容易把抽油杆拔断或拔脱,且抽油杆会因承受超过屈服极限的拉力而报废,为此,研制出抽油杆倒扣器.     

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。     

管杆受力对小泵深抽井检泵周期的影响

由于井身弯曲和抽油杆工作时受力状态的变化，增加了油管与抽油杆的磨损，使小泵深抽井的检泵周期大大缩短，严重影响着油井的正常生产。通过对井身弯曲、油管和抽油杆的受力分析，建立力学模型，量化各影响因素，从而确定应对措施，在现场应用见良好效果。     

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％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1O个百分点。     

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。     

抽油杆的变形分析及滚轮接箍的合理配置

本文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,建立了抽油杆柱的变曲微分方程,并求出了其幂级数解.对抽油杆柱的弯曲波数及变形形状进行了讨论.根据本文的方法编制的适应各种工况下计算杆柱最大弯曲波位置的软件,在大庆油田工业标准试验井得到验证.确定了滚轮接箍的合理安装位置,从而使有杆泵抽油机系统井下效率得到提高.     

抽油管倒扣器使用

在修井作业时,经常会遇到抽油杆倒螺纹。在需要抽油杆倒扣时,往往是用人力旋转管钳,来实现抽油杆倒扣的,但常常因抽油杆的扭曲弹力大,稍有疏忽或操作不好,就会使管钳脱手,此时,由于抽油杆的扭曲弹力会带动管钳反向飞速转动,转动的管钳则会将作业人员击伤,而且用管钳倒扣也很困难,有时甚至不能倒螺纹,此时往往需要大力上提解卡,使用大力上提解卡经常容易把抽油杆拔断或拔脱,且抽油杆会因承受超过屈服极限的拉力而报废,为此,研制出抽油杆倒扣器。1　结构(如图1)图1　抽油杆倒扣器结构示意　　a)　承力筒　承力筒为空心无缝钢管,中间可供抽油…     

抽油杆抗磨副可有效解决抽油井杆管偏磨

抽油杆抗磨斟由抗磨光杆、扶正套总成、接头、背帽组成，在油井偏磨部位由于偏磨压力的作用，扶正套会自动找到最大偏磨点并相对固定，抽油杆与油管的摩擦与磨损转变为抽油杆抗磨副自身的摩擦与磨损，不但能克服直井井身轨迹弯曲部位及斜井造斜部位、增斜部位、稳斜部位、降斜部位的管杆偏磨问题，而且可防止下部抽油杆柱及管柱失稳弯曲与偏磨。同时，抽油杆抗磨副摩擦系数低、强度高、耐磨蚀、具备加重杆的作用，可防止杆柱失稳弯曲造成的杆管偏磨问题。     

抽油杆柱设计方法的讨论

本文分析了现有抽油杆设计方法的不足，指出抽油杆柱下部因弯曲受有较大的附加应力，设计抽油杆柱时不能忽略此应力，否则杆柱下部工作可靠度小于上部。作者认为现有抽油杆柱设计方法应与抽油杆柱下部合理布置扶正器结合起来，并注意使用加重杆存在的问题。     

抽油杆柱下部失稳分析与加重杆设计方法

在有杆泵抽油过程中，抽油杆柱下行过程中受到阻力。在其下部自重不能抵消阻力．处于受压状态。当压力增大到一定程度时，抽油杆发生弯曲变形，这种弯曲变形在油管内径的约束下，呈螺旋状。杆柱失稳弯曲至少有三方面的危害：①增大冲程损失，降低泵效；②增加超应力破坏的机会；③增大杆管间的磨损，容易造成抽油杆断脱和油管漏失。     

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。     

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，中住点以下的部位受压，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栽荷而易断脱，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。     

油井杆管偏磨机理的定量分析与认识

抽油杆管偏磨是影响油井免修期的主要因素。杆管偏磨造成作业维修的直接原因一是管漏,二是抽油杆接箍磨脱。普遍认为导致杆管偏磨的主要因素,一是抽油杆或油管弯曲,二是井斜。本文结合作业实际情况,从不同角度进行了分析,得出结论:造成杆管偏磨的根本原因是井身结构,而不是杆管自由弯曲。