螺杆泵井杆管磨损原因分析及治理措施

针对大庆油田螺杆泵井杆管磨损日趋严重的问题,从磨损现象、杆柱结构、泵型、转速及举升液体的黏度分析入手,着重进行了磨损原因的理论分析.结果表明,螺杆泵井杆管磨损主要是由于举升液体黏度增大、流道间隙变窄和抽油杆柱设计参数不当等原因造成的;对此,提出了优化布置抽油杆柱扶正器、应用实心杆和降低抽油杆转速等治理措施.     

螺杆泵井杆管偏磨分析与治理

大庆油田第七采油厂螺杆泵井作业中出现较多的杆断问题,从杆受力、井含蜡、沉没度、杆柱结构、转速分析入手,着重进行了磨损原因的理论分析。结果表明,螺杆泵井杆管磨损主要是由于沉没度较高、结蜡、杆管组合不当等原因造成的。对此,从技术上提出了优化布置抽油杆柱扶正器、采用新的杆管组合和降低抽油杆转速等治理措施。     

大排量螺杆泵采油技术存在的问题及对策

针对大排量螺杆泵井杆、管磨损的问题进行分析,发现主要原因是由于螺杆泵在运转过程中油管弯曲、工作参数不合理以及转子离心惯性力和倾倒力矩产生的杆管接触载荷造成的,而螺杆泵转子偏心运动、离心力作用和油管弯曲是发生磨损的主要影响因素。在此基础上,提出了优化下泵参数、杆泵优化匹配及全井扶正技术措施,来降低杆、管磨损发生的几率,经现场应用,收到了良好的效果。     

水泥环对套管强度影响的理论和试验研究

造成螺杆泵采油井抽油杆杆柱断裂、脱扣和撸扣的主要原因有杆体外径选择偏小 ,杆体制造或使用过程中产生缺陷 ,堵塞扭矩过大 ,反扭矩大于螺纹联接扭矩以及抽油杆螺纹牙受剪应力过大等。针对上述原因 ,制定了合理选配管柱 ,加强检测 ,应用无油管采油技术 ,安装防反转装置 ,设置过载保护系统、抽汲参数匹配以及加强现场施工管理、高压热洗等技术对策 ,提高了抽油杆柱的可靠性 ,有效地避免了杆柱断脱事故的发生螺杆泵井杆柱断脱机理及其对策@盛国富     

延长螺杆泵井抽油杆使用寿命方法初探

螺杆泵井抽油杆柱由数十根至数百根抽油杆通过接箍连接而成，在螺杆泵采油系统中，抽油杆柱承受拉力、压力及扭矩等循环载荷作用，抽油杆的故障形式通常表现为疲劳断裂或脱扣，抽油杆的断脱事故会严重影响整个抽油系统的运转周期及原油产量，增加维护费用、采油成本。通过对螺杆泵抽油杆的加工工艺、泵型、转数与杆径匹配等方面的综合分析，从中寻找出导致杆断的主要原因，并提出预防措施，进而得出延长螺杆泵井抽油杆使用寿命的有效方法。     

机械采油新进展（一）

报导有杆泵、螺杆泵、水力泵、气举和柱塞举升及其它有关机械采油装备的新进展。有杆泵采油方面：研制成功了一种折叠式游梁抽油机；一种调节和监控抽油杆柱的液压缸；一种新型玻璃钢抽油杆；一种边远井有杆泵控制器；一种综合试井系统和一种通信软件包。一年来，美国对螺杆泵、水力泵、气举和柱 升等机械采油工艺的技术进步进行了大量的研究工作，先后研制成功了螺杆泵井自动分析／控制器和螺杆泵定子温度监控器；水力泵的找性油管     

基于电参数的螺杆泵杆管偏磨预判研究

针对螺杆泵采油中存在的杆管偏磨问题,建立了基于电参数的抽油杆偏磨分析模型。通过模型分析发现:抽油杆扭矩和轴向力的变化都能反映工况的变化;抽油杆扭矩与沉没度正相关,与油管半径负相关;当扭矩和轴向力发生变化时,抽油杆的偏磨程度就会发生变化,该变化会在电流和有功功率参数中反映出来。结合现场故障井数据分析得出:有功功率对工况变化的敏感性强,尤其对中小驱动装置或电机轻载情况,比电流具有更强的反映工况变化的能力;当抽油杆磨断时,电流会有一定程度降低,而有功功率则产生明显突变;含蜡量、转速和沉没度偏高所引起的杆管偏磨监测曲线的变化趋势与基于电参数的抽油杆偏磨模型的分析结果一致。根据研究结果,提出用自动调速功能控制沉没度波动;通过控制系统自动调整螺杆泵转速的方法改变液面深度,使杆管磨损程度大幅度降低;应用自动连续监测方法确定螺杆泵井的合理热洗周期,从而预防含蜡量偏高所引起的杆管偏磨。      

空心抽油杆驱动螺杆泵应用研究

地面电机驱动井下螺杆泵采油系统中,抽油杆柱易断脱是其薄弱环节。将空心抽油杆与实心抽油杆进行了性能对比和实例计算,由此分析出空心抽油杆在螺杆系井中应用的优越性。通过校核抽油杆强度计算认为,在螺杆泵井中,采用KG36空心抽油杆时安全系数比采用CYG25实心抽油杆提高1倍左右。在采用空心抽油杆时,同步提高抽油杆工具强度,可实现抽油杆柱整体强度的提高。介绍了空心抽油杆在胜利海上埕岛油田螺杆泵井中的应用现状及效果。     

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。     

多功能抽油杆倒扣器

在抽油机井、螺杆泵井作业过程中,当起抽油杆时经常因砂卡、蜡卡、脱接器脱不开、活塞卡死泵筒等原因,导致抽油杆拔不动无法正常施工。通常,采取三种方法起抽油杆:一是人力倒扣起杆,这种起杆方式因扭矩过大易造成管钳反弹,存在较大安全隐患;二是大力上提解卡,但易造成全井杆报废;三是以锯杆的方式起出全井杆,这样既影响施工进度又同样造成全井杆报废的可能。鉴于上述情况,研制了多功能抽油杆倒扣器。该装置解决了抽油机井、螺杆泵井杆卡死、全井杆报废等实际问题。抽油杆倒扣器结构简单,使用方便,成本低廉。它主要由加厚管体、螺栓、上、下…     

地面驱动螺杆泵井杆管环空螺旋流数值模拟

目前多数研究将地面驱动螺杆泵井杆管环空中的井液的流动看作多相流体轴向流动,实际上在高速旋转抽油杆带动及螺杆泵压差作用下,环空液体呈现螺旋流动。根据粘性流体运动方程及螺杆泵井井筒液体运动的特点,建立了地面驱动螺杆泵井幂律流体杆管同心环空螺旋流数学模型。运用不均匀对数网格法和有限差分法求其数值解,并对不同的流场参数进行了敏感性分析。计算结果表明,井液的轴向速度、切向速度、合速度及压力梯度随抽油杆转速的增加而增加,视粘度随转速的增加而减少。在设计螺杆泵井转速时,既要考虑增大产量,又要考虑螺杆泵举升高度及寿命。     

螺杆泵驱动杆柱扶正技术研究

在螺杆泵采油过程中,偏磨失效是抽油杆的主要失效类型。为防止偏磨,需在油管柱和抽油杆上安装扶正器。常用的扶正器大都随抽油杆一起旋转,旋转过程对油流通道阻碍作用很大,而且杆管磨损问题依然严重。研制了一种支撑式螺杆泵驱动杆柱扶正器,该扶正器在胜利油田进行了试验,不仅能够解决杆管偏磨问题,而且提高了采油速度,延长了螺杆泵寿命,具有广阔的应用前景。     

螺杆泵井抽油杆柱校核及下泵深度设计计算

螺杆泵抽油杆柱井下受力情况复杂,依据现有强度校核及杆型选择方法难以得到准确的数据,容易造成浪费和失效现象。在分析实际井况的基础上,依据抽油杆强度校核理论,建立了新的抽油杆选型计算模型,并采用计算机编程计算,得出了精确的强度校核结果。经现场应用检验,该方法较现有计算方法得出的抽油杆选用方案更加经济实用,为螺杆泵井抽油杆的选型提供了有效的计算方法。     

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。     

含水与沉没度对杆管偏磨的影响研究

通过对抽油机井最小载荷随含水和沉没度变化规律及杆管摩擦磨损规律的实验研究,找出了含水、沉没度对杆管偏磨的影响规律。高含水抽油机井在低沉没度条件下运行时,抽油泵因严重供液不足而产生液击,会加剧抽油杆柱振动,降低抽油机悬点最小载荷,从而减少抽油杆柱的轴向分布力与杆管产生偏磨的临界轴向压力,加大了下冲程时抽油杆柱下部受压段的长度,容易造成抽油杆柱屈曲而导致杆管偏磨。高含水是导致杆管偏磨速度加快的主要原因。     

螺杆泵杆柱扶正防脱扣装置及其应用

针对螺杆泵采油过程中出现抽油杆柱经常脱扣的问题，在分析抽油杆柱脱扣原因的基础上，设计了螺杆泵杆柱扶正防脱扣装置，简要介绍了这种装置的结构和工作原理。这种装置具有施工方便、性能可靠、经济耐用、防脱扣效果好、作业成功率高等特点，在现场应用中取得了很好的防脱扣效果，保证了螺杆泵采油井的正常生产，是一种与螺杆泵配合使用以防抽油杆柱脱扣的理想专用工具。     

螺杆泵采油井杆柱断脱机理及其对策

造成螺杆泵采油井抽油杆杆柱断裂、脱扣和撸扣的主要原因有杆体外径选择偏小 ,杆体制造或使用过程中产生缺陷 ,堵塞扭矩过大 ,反扭矩大于螺纹联接扭矩以及抽油杆螺纹牙受剪应力过大等。针对上述原因 ,制定了合理选配杆柱 ,加强检测 ,采用专用抽油杆 ,应用无油管采油技术 ,安装防反转装置 ,设置过载保护系统以及加强现场施工管理等技术对策 ,提高了抽油杆柱的可靠性 ,有效地避免了杆柱断脱事故的发生。     

井液流动产生的作用力及其对杆柱受力影响

在分析目前杆管偏磨理论所存在问题的基础上,探讨了井液流动及接箍对抽油杆柱受力的影响,给出了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生作用力的计算模型,以及直井中抽油杆柱中和点、轴向力的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明：井液流动产生的作用力使杆柱上冲程的轴向力增大,下冲程的受力中和点增加,偏磨范围增大。分析了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。     

基于井液流动和接箍效应的抽油杆柱偏磨机理

在分析目前杆管偏磨理论所存问题的基础上,探讨了井液流动以及接箍对抽油杆柱受力的影响,建立了井液在抽油杆柱和油管组成环状管道中流动时产生压差力的计算模型,给出了抽油杆柱中和点的计算方法,并利用实例进行了验证。实例分析表明:井液流动产生的压差力随着冲程和冲次乘积的增大而增大,随着抽油杆柱和油管之间过流面积的减小而增大,随着井液动力黏度的增大而增大;压差力造成杆柱的中和点位置上移,偏磨范围增大。该方法弄清了抽油杆柱在实际运动中的受力状况,为进一步研究杆管偏磨机理打下了理论基础,对杆管偏磨防治措施的研究具有重要的指导意义。     

抽油井管杆偏磨分析与防治技术

抽油井正常生产过程中,井下油管与抽油杆偏磨严重,躺井增多,给油田开发造成了较大经济损失,本文根据濮城油田特点,分析了井下管、杆偏磨原因,推广使用了热固塑尼龙扶正抽油杆技术,通过现场大面积的实施表明,井下管杆偏磨程度大大减轻,减少了躺井,达到了控本增效的目的,具有较大的推广使用价值。