加装减载器的抽油杆柱设计方法研究

减载器可降低抽油机悬点载荷,但改变了抽油杆柱的受力状态,常规的多级抽油杆柱组合已不适用于加装减载器的杆柱组合。考虑减载力的影响,基于静等强度准则,结合减载器处杆柱应力状态,提出了杆柱组合的改进设计方法,并应用当量应力条件对设计杆柱进行强度校核,实现了加装减载器的抽油杆柱设计。现场应用表明:既降低了悬点载荷,又改善了杆柱应力状态,可延长杆柱使用寿命。     

玻璃钢杆抽油井深井泵防冲距的理论探讨及计算

国内在玻璃钢抽油杆的应用中，杆柱断脱现象比较严重，本文通过对影响玻璃钢杆抽油井深井泵防冲距各因素的分析和计算，发现目前现场设计防冲距所采用的经验公式误差太大，是造成杆柱断脱的因素之一。为解决这一问题，本文提出了一套计算防冲距的公式。     

玻璃钢混合杆柱设计方法及防冲距计算

玻璃钢杆柱不能承受过大的压力,设计时底部需增加一定长度的钢杆形成玻璃钢混合杆柱。大多数玻璃钢混合杆柱设计方法均以中和点为设计参考,通过对杆柱系统失稳临界载荷进行分析,提出以底部杆柱不受压失稳为目标的杆柱应力设计方法,并在此基础上结合模糊数学优化理论,得到玻璃钢混合杆柱系统的优化设计步骤。分析了玻璃钢混合杆柱防冲距,简化并修正了防冲距计算公式。提供的设计最佳初选比例能够节省计算时间,提高计算精度。提出的设计方法在实际应用中取得了良好的应用效果。     

调径变矩抽油机悬点载荷计算

为了计算调径变矩抽油机的惯性载荷和摩擦载荷,研究了该抽油机的悬点运动规律,得到了悬点运动速度、加速度和曲柄转角的关系式,推导出悬点惯性载荷计算式和抽油杆柱摩擦载荷计算式。以CYJ83—26HY型抽油机为例,把相关计算式编写入计算程序并运行,绘制出悬点惯性载荷、摩擦载荷和总载荷与曲柄转角的关系曲线。为进一步研究此类新型抽油机提供理论支持。     

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。     

侧流减载泵举升系统动态预测与优化

采用Gibbs波动方程描述细长杆柱的力学行为,考虑杆材变化和接箍的影响,基于链条式抽油机悬点运动规律和侧流减载泵的工作特性,提出抽油杆柱轴向振动的上、下边界条件,建立了超深抽系统的动态预测数学模型。实例计算表明,预测示功图与实测示功图相吻合,预测悬点最大载荷、最小载荷误差分别为2.7%、2.2%。对试验井所用杆柱进行了强度校核,并重新进行了杆柱设计,使悬点最大载荷降低了26.8%,举升效率提高了15.3%,为侧流减载泵举升系统提供了一套动态预测方法。     

细长抽油杆柱振动特性数值研究

抽油杆柱在悬点位移及油柱负荷激励下,发生周期性振动,如何合理的降低或利用杆柱振动,是抽油机节能降耗的研究热点之一。细长杆柱振动的响应机理研究是解决此问题的关键。根据振动力学理论及有限元理论,建立了抽油杆柱振动力学模型,采用数值方法进行求解,获得抽油杆柱在悬点位移激励及油柱负荷激励下的 响应特性,分析了悬点振动波形的叠加规律,提出了降低悬点载荷及提高泵冲程的关键点。并以改变抽油机冲次为例,分析了抽油泵产生超冲程的规律,为合理利用抽油杆柱的振动,达到节能的目的提供了理论基础。     

考虑液体惯性的游梁式抽油机悬点载荷计算

根据抽油杆柱和液柱受力单元 ,在考虑抽油杆柱受阻尼力和液体惯性力影响等条件下建立了抽油杆柱和液柱的运动方程 ,利用Wendroft差分格式对运动方程进行求解 ,可以准确求出任意时刻的悬点载荷值。中原油田采油三厂 4 9口抽油机井悬点载荷的计算表明 ,该方法计算的悬点最大载荷和最小载荷值精确度分别为 75 6 %和 6 5 2 % ,大大高于其它公式计算精度。该方法运算程序简单 ,可在现场中推广应用。     

玻璃钢-钢混合抽油杆柱优化设计与节能评价

运用考虑抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和泵柱塞载荷为约束条件,建立了玻璃钢-钢混合抽油杆柱优化设计和节能效果计算方法,并对玻璃钢-钢混合抽油杆柱的工作行为进行预测,井例计算结果表明,相比较于纯钢质抽油杆柱,优化的玻璃钢-钢混合杆柱可使悬点载荷差减小约21 kN,油井系统效率提高约5个百分点;玻璃钢抽油杆占玻璃钢-钢混合杆柱总长度的比例小于等于80%时玻璃钢抽油杆不会受压,且其比例在20%⁶0%之间会出现超冲程现象。     

抽油机井地面示功图量油技术研究

以抽油机井地面示功图为研究对象,修正了抽油机井杆液运动学模型,消除了地面示功图中包含的杆柱变形、杆柱黏滞阻尼以及杆柱和液柱的振动和惯性等因素的影响,从而获得能够反映抽油泵工作状况的泵示功图;再结合油井工况自动诊断技术,建立了泵示功图曲线上各点曲率计算模型和阀开闭点模型,提出了一套柱塞有效冲程的计算方法,实现了油井产液量的计算;对胜利油田和江苏油田的90口不同工况的油井进行了计算分析,预测产量与实际产量平均相对误差为7.25%,验证了示功图量油的可行性,满足了抽油机井产量计量的精度要求。