抽油杆扶正器摩擦磨损试验机的研制

针对油田用现有摩擦磨损试验机存在的不足,研制了抽油杆扶正器摩擦磨损试验机。试验机由主机、电控、传感器检测仪表柜和计算机数据处理等几部分组成。其中主机结构又包括往复机构、夹紧施力机构、喷淋机构和传感器测量装置4部分。实际试验应用表明,该机能较好地模拟扶正器和油管在井下的工况,可较快地判断产品的质量和使用寿命;与同类往复偏磨试验机相比,工作性能稳定,自动化程度较高,通用性、操控性和可比性强。     

油井钻杆-套管摩擦磨损试验机的研制

随着定向井、水平井、深井所占的比例增大,造成钻杆与套管磨损严重,摩擦阻力大,甚至发生卡钻事故,因此对钻杆与套管的摩擦磨损试验研究提出了更高要求,而插销式试验机不能有效地模拟现场工况,为此,研制了MZM—500型油井钻杆-套管摩擦磨损试验机。通过选择钻杆、套管、钻井液、温度等参数的不同组合对钻杆外壁沿套管内壁的摩擦旋转进行了有效模拟,该机能够实时显示正压力、摩擦因数、磨损量、温度等试验数据。应用表明,该机工作平稳、振动小、转速恒定,与设定值相同,钻井液温度与温度调控系统一致,取得了良好的试验效果。     

抽油泵摩擦磨损试验机的主机设计

国内用于抽油机摩擦磨损试验的试验机试验工况与抽油泵实际工况差别较大,为此研发了可在地面进行模拟研究的抽油泵摩擦磨损试验机。通过对泄漏原油的定量分析,可观察原油泄漏量与泵筒-柱塞之间间隙的关系;对泄漏原油做铁谱分析,可对泵筒与柱塞之间的磨损规律进行研究;还可对抽油泵进行功耗、效率和温升分析。加压机构的设计是该试验机主机设计中的一项重要内容,因此重点分析了加压机构的组成、工作原理、加压杠杆的设计及设计结果。运行试验表明,该加压机构达到了设计要求。     

《极压润滑油摩擦磨损性能测定SRV试验机法》解读

修改采用ASTM D6425—2005,制定了石化行业标准NB/SH/T 0847—2010《极压润滑油摩擦磨损测定SRV试验机法》。介绍了NB/SH/T 0847—2010与ASTM D6425—2005的差异,并就标准实施提出了注意事项。NB/SH/T 0847—2010《极压润滑油摩擦磨损测定SRV试验机法》已于发布2011年1月9日发布,并将于2011年5月1日正式实施。     

往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验装置设计

为了评价扶正器的使用性能,开发了往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验装置,装置主要由动力装置、往复运动机构、扶正器夹紧机构、载荷施加机构等组成。动力装置由电动机摆线针轮减速器通过联轴器、传动轴带动偏心轮旋转,偏心轮通过曲柄销带动连杆做平面运动;装置可更换不同尺寸的半油管和相应内径的半圆支撑环,对不同尺寸扶正器进行摩擦磨损试验。试验结果表明,该装置能较好地模拟油管和抽油杆扶正器之间的偏磨工况,拉杆与箱体之间的动密封采用跟随式波纹管密封,能方便地调节扶正器与油管之间的侧压力,自动补偿扶正器的磨损。     

抗磨液压油台架试验中高压泵摩擦副磨损的评估

较详细地阐述了抗磨液压油台架试验高压泵摩擦副磨损评估的国内外现状，并介绍了对高压抗磨液压油ＨＦ－Ｏ的评估方法，采用叶片泵及柱塞泵对试验元件进行磨损评价，从失重、摩擦副形态、颜色、加权系数及评比分计算等诸方面，提出了建立我国高压泵摩擦副磨损评估的方法。这对我国抗磨液压油应用技术的研究具有深远的现实意义，是一项值得研究的摩擦机理课题。     

含硫氰基团化合物的摩擦学性能及其摩擦化学机理研究

以三烷基磷酸酯络合硫氰酸钙为模型化合物研究了含硫氰基团的络合物的摩擦学行为，发现它有高的承载能力，良好的抗磨减摩性。用俄歇能谱（ＡＥＳ）、Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）及Ｘ－射线能谱（ＥＤＸ）研究了摩擦表面元素组成及其可能物相。探讨了摩擦化学机理，认为化合物中的硫氰基团对摩擦学性能起主要作用，并在摩擦过程中发生类似于化学热处理中的硫氰共渗。     

机械设备的摩擦磨损与减缓磨损的相关措施

介绍了磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等机械设备中存在的主要磨损形式,及其产生的原因和危害,并从制造运动部件的材质、工作过程中选用的润滑介质和工作系统清洁度的维护等方面提出了减缓磨损的措施。     

以改型MTM试验机考察ATF的摩擦性能研究

根据汽车自动变速器的实际情况,对进口微牵引力试验机(MTM)进行了改良,将钢-钢试件改造为钢-纸试件。用改型MTM试验机对SAE No.2台架试验通过油、未通过油、半通过油的摩擦特性进行了考察,结果表明:在摩擦稳定性评价方面,SAE No.2试验和改型MTM试验结果存在一定的相关性。同时对ATF在钢纸场合的摩擦润滑机理进行了初步探讨。     

基于复合指标的往复泵柱塞-缸套磨损故障诊断

分析了往复泵柱塞-缸套磨损振动诊断机理,研究了振动时域、频域特征。在传统的时域指标中,峰峰值、方差、峭度指标、裕度指标对磨损故障比较敏感,可作为诊断特征参数;新提出的高波幅值脉冲、特征频带幅值和特征频带幅值比率等3个指标进一步丰富了柱塞磨损的故障特征。用这些特征参数建立了故障诊断模型,实例表明,该模型能够正确地诊断出往复泵柱塞-缸套的磨损故障。     

有杆泵油润滑防偏磨技术的研究与应用

针对胜坨油田特高含水开发后期 ,抽油机井杆管偏磨、腐蚀加剧等问题 ,研究开发出空心杆油润滑防偏磨技术。其防偏磨工艺中 ,油管和空心杆之间是一充满原油的密闭腔室 ,杆管不会受到采出携砂液的冲蚀 ,其原油能减轻杆管间的摩擦 ,抑制电化学腐蚀的发生。该技术工艺对油井偏磨的治理由过去“抗”偏磨 ,彻底转变到防偏磨 ,对老油田延长油井生产周期 ,提高油田开发经济效益具有积极意义     

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。     

抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器研制

在分析研究抽油杆扶正器井下工作原理和多种扶正器应用优势的基础上,研制了一种抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器。介绍了该扶正器的总体结构、主要部件,并进行了强度校核。该扶正器设计合理,安全可靠,使用方便。     

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。     

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     

基于新型油井套管磨损实验机的钻井工况模拟

运用MZM-500新型油井钻杆-套管摩擦磨损实验机,针对转速、温度与正压力、钻井液性能、间歇负载等影响套管磨损量的因素进行试验。对更为精确的套管磨损量值的分析发现,钻杆试件在小转速时套管磨损体积与转速为线性关系,这种关系会被转速继续增加引起的振动所破坏,造成套管磨损体积急剧增加;多项式关系更符合磨损量随时间的实际变化;高于临界温度60℃会直接增大套管磨损;间歇负载对套管磨损影响不明显;高粘度的钻井液会大幅度减小套管磨损。研究成果可为建立正确的磨损模型来预测和计算钻井过程中的套损提供参考。     

抽油机斜直井杆管接触与磨损力学模型

斜直井中抽油杆在上下往复运动过程中,轴向力周期性地拉压变化:受拉时,抽油杆在扶正器限制下被拉直,不与油管发生接触;受压时,当抽油杆所受的压力大于临界压力值,将发生失稳,失稳过大会与油管接触并伴有接触力.接触力的存在对抽油杆柱与油管的安全生产极为不利,特别是高含水油井,抽油杆与油管间发生水性研磨,将增加抽油杆的断脱几率或加快油管磨穿速度.从杆管接触理论关系出发,利用力矩原理,计算杆管接触力的大小;结合现场井下作业油管创口形态,建立理论示功图条件下的油管柱创口模型,预测油管磨穿时间,并利用缝隙流理论预测了漏失量.通过该方法计算得到的油管磨损理论创口形态与现场实际较为接近,针对复杂示功图可用近似标准示功图代替.     

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。