有杆抽油系统通用数学模型研究

针对定向井有杆抽油系统,在井眼为平面曲线的情况下,给出了描述抽油杆柱横向和纵向振动以及管柱有纵向振动并耦合液柱振动的数学模型,讨论了有杆抽油系统几种主要数学模型间的关系。对于模型描述的杆柱、管柱、液柱振动的偏微分方程组给出了特征变换,转化成对角方程组,使问题的数值计算方法得到了简化,从而给出了有效解法。新的数学模型适用于有杆抽油系统的预测、设计以及抽油系统故障诊断的模式识别。     

定向井有杆抽油系统动态数值仿真与预测

在建立定向井有杆抽油系统的预测数学模型时 ,计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦 ,同时考虑了实际泵况对系统的影响。在系统非线性运动微分控制方程的解法上 ,为提高精度和速度 ,采用隐式有限差分形式表述同级抽油杆柱的非线性运动微分控制方程 ,而对不同杆柱级间边界节点的非线性运动微分控制方程采用变单元的显式有限差分表示 ,组成定向井动态参数预测数学模型的差分方程组 ;运用迭代法求解此差分方程组 ,得到系统各截面及悬点的示功图 ,进而计算系统的各动力学参数。开发软件计算结果表明 ,该软件的预测结果与实测数据吻合 ,预测精度和速度都得到提高     

抽油机井节能产品节能效果评价

有杆泵抽油机是油田的主要采油设备。不但使用数量多，用电量大，而且系统效率低，节电潜力具大，所以油田各部门都非常重视有杆泵抽油系统的节能技术研究及推广工作，近几年来社会及油田各部门陆续研制和推广了一批节能型抽油机，抽油机电机及抽油机节电箱，虽然这些节能产品的推广使用提高了抽油机井系统效率，节约了能源消耗，但油田各管理部门也普遍感到这方面的节能产品越来越。而这些节能产品单个的节能效果如何，有什么样的应用范围，它们能否组合使用，组合使用后的节能效果是否是单个节能产品节能效果的算术叠加等等，均是油田各部门关心的问题，因此，开展抽油机、抽油机电机及抽油机节箱节能效果评价工作有着十分重要的意义。为此大庆油田有限责任公司采油四厂于2000年6月至11日开展了抽油机、抽油机电机及抽油机节电箱的节能效果评价工作。     

有杆抽油系统优化设计

针对有杆抽油设计过程中易忽略其系统性而导致系统效率低的实际情况,基于系统协调工作原理提出以经济指数最小为目标的有杆抽油系统优化设计方法。在确定所选模型对单井计算所产生的误差限的基础上,从产层流入动态入手,依据配产确定井底流压,结合套压拟合油套环空压力梯度确定动液面深度,进而确定泵挂深度,合理设计组合杆柱,预测动态参数,利用预测示功图进行抽油机平衡调节。新疆采油一厂应用实例表明:采用有杆抽油系统优化设计后系统效率提高了14.7个百分点,降低了综合成本,获得明显的经济效益。     

基于C/S模式的有杆抽油系统仿真与故障诊断

在有杆抽油系统仿真与优化软件SimuRod的基础上,分析了有杆抽油系统的数学模型,开发了一套基于C/S模式的有杆抽油系统软件。应用该软件不仅可对有杆抽油系统进行仿真计算、对抽油泵进行故障诊断,而且可通过网络提高油田数据利用率和工作人员效率,弥补了传统有杆抽油系统软件的系统化和网络化的不足,这对于降低采油成本和提高油井的科学管理水平具有重要意义。     

有杆抽油系统井下能耗研究

随着有杆抽油系统能耗问题的日益尖锐和研究的不断深入,从系统能耗角度确定有杆抽油系统的损失功率虽然有了很大进展,但还存在很多的缺陷。针对该问题归纳总结了有杆抽油系统井下损失功率的计算方法,分析并指出了存在的缺陷,如:解波动方程的方法求取杆液摩擦损失比较复杂,而且依赖于各区块的摩擦阻尼系数,不便于推广应用,而现场数据回归公式求取杆液摩擦方法需要大量实测数据,工作量大,也不利于推广应用。为此提出了新的井下损失功率计算分类方法,推导了以井筒流体为对象的杆-液、管-液能耗计算模型。该模型既能满足能耗计算精度要求,又进行了适当的近似简化,为从计算角度确定有杆抽油系统效率提供了理论支持。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统进行能耗分析的基础上,找出了其能耗分布规律。地面设备的损失主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失;井下设备的损失主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水力损失,它们不同程度地反映出地面或井下设备的运行状况。根据有杆抽油系统的运行特点,并考虑影响有杆抽油系统能耗的因素,提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测研究

根据能量法原理,建立了有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测模型。通过几何分析确定了抽油杆与油管的最大磨损深度计算方法,并编制程序进行了计算,得出在摩擦因数、磨损效率、摩擦行程相同的情况下,杆管柱的磨损量和最大磨损深度主要与正压力有关。该模型可用于有杆抽油系统中杆管柱的磨损量预测,不仅为较好地预测井下杆管偏磨情况提供了理论依据,同时对采取及时有效的防偏磨措施具有指导意义。、     

低渗透油藏定向井有杆抽油系统效率优化

根据低渗透油藏定向有杆抽油井生产规律,首先从不同系统设备配置和采油工艺参数确定的众多采油系统方案中选取仿真备选方案集,再对备选方案集内的各个方案进行动力学和系统效率预测仿真。文章从系统效率、产量、系统动力学特性以及系统实现和维护的难易程度等综合指标将备选方案排序,给出优化的系统推荐方案供生产方案调整使用。文章给出了备选方案集选取条件,介绍了系统动态特性和系统效率仿真预测模型,确定了系统优选综合指标以及系统优化软件框图,实例说明了该优化调参方法和软件的实用和有效性。     

SPM5360TCGJ型碳纤维连续抽油杆作业车研制

针对当前碳纤维连续抽油杆作业车存在的结构布局不合理、夹持器的牙齿尖、夹持力大、易损碳纤维连续抽油杆等问题,研制SPM5360TCGJ型碳纤维连续抽油杆作业车。该车采用单车车载式结构,整车全液压控制,设计了专用动力滚筒、排杆机构、井口装置等装置,适用于圆形碳纤维连续抽油杆的各项作业。通过控制动力滚筒的正反转,实现杆体的收卷、释放。排杆机构与动力滚筒联动,滚筒旋转1圈,杆体导向机构移动1个导程(1个杆体直径距离),实现杆体在滚筒的有序多层排列。井口装置主要通过前后移动液压缸、左右移动液压缸实现快速对正井口。现场应用证明,该作业车结构紧凑,布局合理,作业灵活,不损伤碳纤维连续抽油杆,作业效率高。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统能耗进行理论分析和实际测量的基础上，对有杆抽油系统在运行过程中的理想状态下，实际生产状态下的电机、皮带－减速箱，四连杆、盘根盒、抽油杆、抽油泵、油管等各部件能量损失进行计算与对比，建立有杆抽油系统能耗分布规律，论述了有杆抽油系统能耗大，效率低的影响因素，根据有杆抽油系统的运行特点，提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

碳纤维复合柔性连续抽油杆性能及矿场应用

目前国内外应用最广泛的有杆泵深抽技术中，普通钢杆由于重量、强度等性能影响，难以满足实际生产的需要。新开发研制的碳纤维复合柔性连续抽油杆克服了普通钢杆的缺点，能够满足低渗油田小泵深抽技术的要求。矿场应用表明，这种新型抽油杆具有强度高、重量轻、抗疲劳性好、耐腐蚀、作业方便的特点。在合理放大生产压差，提高油井产量的同时，达到了高效、节能的效果，具有十分广泛的推广应用价值。     

用弹簧储能装置实现抽油机二次平衡的节能分析

运用动力学仿真方法分析了4种应用于抽油机的节能装置的节能效果,并设计了采用弹簧储能装置进行二次平衡的节能型游梁式抽油机。分析了该新型抽油机的结构、节能原理及主要特点。仿真试验证明,该新型抽油机具有结构简单、运转平稳、节能效果好的优点。     

曲柄滑块抽油机井下杆柱动力学分析

以曲柄滑块式丛式井抽油机和井下抽油杆柱为研究对象,基于ANSYS建立了单机单井工况曲柄滑块抽油机的运动学模型,运用ANSYS瞬态动力学的分析方法准确表述了单机单井曲柄滑块抽油机滑块的位移、速度和加速度,通过分析得到了柱塞的运动曲线以及速度、加速度的变化规律。通过建立抽油杆与柱塞的动力学模型,采用模态分析方法得到了抽油泵内杆柱的固有频率和不同模态下的变形量与振动情况。该项研究为新型抽油机的研制奠定了理论基础,同时为防止抽油杆柱断脱提供了理论依据。     

吐哈油田抽油机节能技术研究及应用

节能抽油机、电动机及控制装置在吐哈油田已经得到广泛的试验和推广应用.对近年来吐哈油田的抽油机节能技术研究及应用情况进行总结,指导抽油机节能产品现场推广应用.     

抽油机节能技术应用和常见问题的分析及应对策略

利用抽油机设备采油是目前石油行业原油开采中最为常见的采油方式.在抽油机设备上探索"开源"与"节流"节能技术对于原油开采具有较大意义.通过分析高转差率电动机、低压变频启动装置在现场应用的优势、问题及应对策略,以及油井合理工作制度的分析、摸索和调整,从而得到抽油机能耗最优解.实践证明,各项节能技术现场应用效果都比较显著,如将各种技术有效结合,扬长避短,就能真正做到节能降耗,提高整体产业优势.     

抽油机节能电机的应用分析

常规游梁抽油机设计使用传统异步电机驱动,电机的平均负载率很低,“大马拉小车”现象相当严重,电能浪费巨大。近年来,河南油田在常规游梁抽油机上研究应用了永磁同步电机、超高转差率电机、变频调速电机、多级电机等节能型电机。对上述节能电机的节能原理及应用情况进行分析后认为,上述节能电机均能通过不同途径达到节约抽油机电能消耗的目的。并对上述节能电机的现场适应性及市场应用前景进行了综合评价。     

低渗透油田有杆抽油系统模糊优化设计

低渗透油田地质情况复杂、开采难度大、成本较高,具有不同于常规油田的抽油系统特征,深入研究有杆抽油系统优化设计将产生明显的经济效益。有杆抽油系统模糊优化设计依据低渗透油田特点,以油层供液能力和采油设备协调为基础,采用优化的隶属函数,建立实用的权重矩阵,基于模糊评判方法进行方案优选,确定系统抽汲参数与各种机械设备类型和规格,预测相应抽汲参数下的工况指标。现场实例设计结果表明,模糊优化设计与油田实际设计原则一致,其结果准确可靠、简明直观。模糊优化设计可以提供多种方案,能够详细描述多种方案优劣程度,便于参考对比,灵活选择。最佳方案既可以按照综合评判结果直接确定,也可以综合对比多种方案,进一步进行人工优选。研究结果能够为新型采油设备的研发提供重要的参考数据。