直井抽油杆柱扶正器安装间距设计计算

为使直井抽油杆扶正器分布更加合理，首先进行了抽油杆柱受力分析，在抽油杆柱受力分析时综合考虑了直井抽油杆柱与液体之间的摩擦力、井液对抽油杆柱的浮力和油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，接着在抽油杆柱受力分析的基础上运用能量法推导出了相邻扶正器间距的计算公式，并利用Matlab和VB语言编制了计算软件，最后进行了实例计算分析。计算分析结果表明：抽油杆柱与液体之间的摩擦力和井液对抽油杆柱浮力这两者对扶正器的间距布置影响不大，实际应用中为简化计算可以忽略不计；但油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，对扶正器间距影响远远大于前两者，必须加以考虑。     

磨球式抽油杆扶正器的研制

设计研制的磨球式抽油杆扶正器利用“三球”支撑滚动摩擦原理,将常规扶正器与油管之间的单向滑动摩擦改变为扶正器与油管、抽油杆之间的双向滚动摩擦,从而可以更有效地防止管杆偏磨。与常规扶正器相比,具有低摩阻、扶正效果好等优点,同时,由于摩擦力降低,可以有效地降低抽油杆运行阻力,降低能耗,提高系统效率,具有较好的推广应用价值。     

内摩擦副式抽油杆扶正器的研制与应用

常规抽油杆扶正器随着抽油杆运动,造成扶正器与油管内壁摩擦,磨损速度快,搅拌井筒内原油加剧原油乳化,在高造斜、大斜度稠油井其问题更加突出.文章研究了内摩擦副式抽油杆扶正器,其特点是摩擦副摩擦阻力小、扶正套相对油管内壁运动少、磨损慢.在胜利桩139陆上丛式井组应用16口井,检泵周期可延长200 d.     

自旋式刮蜡抽油杆扶正器的研制与应用

在对江苏油田近几年维护作业中油管和抽油杆的偏磨现状和原因进行分析的基础上，研制成功了具有扶正与刮蜡功能、能防偏磨又可防抽油杆脱扣的新型尼龙抽油杆扶正器。该扶正器推广使用后，降低了因抽油杆偏磨而造成的断裂和脱扣，增加了原油产量，取得了较好的经济效益。     

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。     

三维井眼抽油杆扶正器间距配置计算方法

在抽油杆上加装扶正器可以减少杆管偏磨的影响,但扶正器的间距配置一直没有一个很好的设计方法,大多数油井都是凭经验进行安装,缺少理论支撑。从实际井眼参数出发,综合考虑抽油杆在三维空间中的受力弯曲情况,详细分析了抽油杆柱的轴向载荷和横向载荷,并且以抽油杆的横向变形量等于油管与抽油杆之间的环空间隙为扶正器配置的基本原则,进行扶正器间距配置的求解,以此理论为基础,考虑相关算法公式在计算机中的具体实现,编制了相应的计算机程序。通过软件实例计算,证明该计算方法可行,可以在油田进行试验性应用。     

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。     

螺杆泵井抽油杆扶正器结构研究

根据螺杆泵井抽油杆柱受力和旋转运动规律,设计了抽油杆扶正器。该扶正器由扶正器杆体、承磨层、承磨圆筒、支撑件和接箍组成,将其安装在2根抽油杆之间,下入油井的油管内。工作时,旋转的扶正器杆体相当于轴承的转轴,不旋转的承磨圆筒相当于轴瓦,配用高寿命的耐磨材料,从而延长其使用寿命。支撑件不随扶正器旋转,液体流动通道位置固定,能够保持液体流动畅通。现场应用表明,这种扶正器结构简单,安装方便,能对抽油杆起到良好的扶正作用,可有效防止杆管偏磨。     

定向井抽油杆柱扶正器位置设计新方法

考虑了抽油杆柱的超长细比及井眼的非线性约束特征,以节点迭代法计算了受油管内壁约束条件下
抽油杆柱的空间变形,用搜索迭代法设计了抽油杆柱扶正器位置。结果表明,这种方法能较好地反映出扶正器与
抽油杆柱的耦合作用,并能计算出添加扶正器前后抽油杆柱的整体空间构形,给出较为合理的扶正器位置。文章
所述方法和结果对确定抽油杆柱的防偏磨措施具有较好的指导作用。     

稠油定向井扶正器优选及分布设计

有杆泵作为稠油定向井重要的人工举升方式之一,一般需下扶正器来减少斜井段抽油杆与油管之间摩擦,避免油管被磨穿或抽油杆因截面积缩小而产生应力集中被破坏,但过多且密集的扶正器可能出现喉道效应,使其流动阻力急剧增加。文章选取新疆油田常用的3种扶正器,基于计算流体动力学方法模拟了不同稠油黏度、流速条件下的流场分布,总结得出了3种扶正器相应的压降规律,合理选择扶正器;并基于梁弯曲理论设计扶正器间距,综合考虑全角及摩擦力剖面,利用无因次处理方法建立了扶正器合理分布综合评价模型,通过在定向井关键位置布扶正器,在保证抽油杆柱扶正的同时降低了扶正器的数量。其研究成果对于定向井使用有杆泵抽稠具有重要的实用价值。     

定向井杆管接触状态的有限元仿真模型

将定向井抽油杆柱离散为空间梁单元,通过在所有节点构造双向弹簧元模拟抽油杆柱与油管的接触状态,考虑双向弹簧元弹簧刚度系数对单元刚度矩阵与总刚度矩阵的影响,建立了抽油杆柱与油管接触状态的有限元仿真分析模型。仿真结果表明,弹簧元能够准确模拟杆管接触状态,确定杆柱与油管内壁接触状态、杆管接触压力以及扶正器与油管接触压力;抽油杆柱与油管柱接触受实际井眼轨道的影响,井眼造斜段、局部狗腿度较大的井段,杆管接触压力较大;在定向井抽油杆柱安装扶正器可以明显减小或消除杆体与油管的接触压力以及接箍与油管的接触压力。     

斜井油管防偏磨技术及其应用

介绍了斜井有杆泵采油系统在生产中存在的问题及解决方法。着重阐述了在斜井上采用有杆泵开采时,系统杆管优化设计的力学模型和数学模型,使设计与现场实际应用的符合率达90%以上。研制了旋转式采油井口、旋转式油管扶正器及万向抽油杆扶正器等防偏磨工具,有效地防止了油管的偏磨现象。现场应用情况表明,该项技术的应用为用户带来了显著的经济效益。     

连续抽油杆导向扶正装置

针对钢质连续抽油杆在部分高矿化度、高含水油井与油管间的偏磨现象突出,而采用普通抽油杆连接抗磨幅防偏磨技术又无法适应连续抽油杆无接箍和螺纹设计的问题,研制出连续抽油杆导向扶正装置。该装置通过上、下接头连接在偏磨井段的油管柱上,使钢质连续抽油杆与导向扶正装置内导向轮接触,将杆管间的滑动摩擦变为抽油杆与导向轮之间的滚动摩擦,避免抽油杆与油管之间直接接触发生相对运动,达到扶正杆柱和延长钢质连续抽油杆使用寿命的目的。160余口井的试验应用情况表明,该装置下井施工成功率100%,平均检泵周期延长180d,悬点载荷减少12.5%,经济效益和社会效益显著。     

抽油杆扶正器的应用及分析

为减缓油管、抽油杆之间的磨损，采用了抽油杆扶正器技术。通过对几种扶正器优缺点的分析，认为热固式尼龙扶正器耐磨、不易脱落、且价格低；同时，推导出了直井和斜井中扶正器间距的确定公式，经作业调查，肯定了两种扶正器间距的计算方法，解决了偏磨问题。     

带锯齿的KZX型自旋式尼龙扶正器

有杆抽油系统中常出现管杆偏磨现象,现有扶正器在现场应用中存在许多问题,大大限制了其应用范围。为此,研制了带锯齿的KZX型自旋式尼龙扶正器。该型扶正器由接箍、并帽、上锯齿环、扶正套、下锯齿环和接头短节组成,其中扶正套的两端为锯齿形结构,在上下冲程中分别与上下锯齿环啮合,并沿锯齿面相对转动,从而实现扶正和自旋,达到均匀磨损的目的。现场68井次的应用表明其性能稳定,未出现油管漏失情况,使用后平均最大电流由61.2A下降到57.7A,最大载荷由65.4kN下降到64.5kN。该型扶正器特别适用于玻璃钢杆和防腐杆等特种抽油杆。     

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。     

斜井抽油杆扶正器安放间距三维计算

在斜井抽油杆上合理布置扶正器可减缓抽油杆与油管的相互磨损，延长油井免修期，降低生产成本。采用力学分析的方法，结合井眼轨迹数据，由下到上逐跨计算了抽油杆柱的扶正器间距和轴向力。假定抽油杆柱上只有扶正器处与油管接触，通过反复试算确定了两相邻扶正器之间的合适间距、上扶正器处的轴向力和侧向力。研究结果表明，相邻两扶正器的间距取决于上述轴向力、侧向力、井眼几何尺寸、杆抗弯刚度和杆与管间隙的大小。抽油杆柱最下端作用力的大小取决于液体压强、柱塞重量、摩擦力、液体阻力和惯性。而侧向力的大小取决于井眼见何尺寸、轴向力和抽油杆重量。计算实例及现场应用均表明三维计算方法是可行的。