试论水平井抽油杆柱的扶正

<正> 水平井用杆式泵采油时,抽油杆柱的扶正和减摩是一个重要的研究课题。针对这一问题,分析了现有各种抽油杆扶正器的特点,认为滚轮式扶正器更适合于水平井抽油杆柱的扶正与减摩,并对滚轮式扶正器结构提出了设想。     

空心抽油杆采油系统扶正器安放间距计算

文章通过对无油管采油系统工作时受力分析,采用变形能原理,推导出空心抽油杆扶正器的安放间距.现场应用表明,该方法可有效防止空心抽油杆与油管的偏磨,降低对套管的损伤,为国内从事该技术应用的同行提供一种新的方法.     

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。     

斜井螺杆泵举升配套技术

针对冀东油田斜井多、造斜点高、在浅层出砂区块应用螺杆泵采油技术受到局限的状况,开展了斜井螺杆泵采油配套技术研究.进行了设计参数、工艺参数对螺杆泵使用特性的影响研究,建立了斜井螺杆泵采油系统生产参数优化模型.通过对螺杆泵斜井中抽油杆柱的受力和稳定性分析,进行了抽油杆柱组合和扶正器安放设计,并进行了模拟实验.进行了管杆断脱原因分析以及定子橡胶与原油配伍性试验,对定子橡胶与原油配伍性有了初步认识.研发了斜井螺杆泵采油多功能旋转式抽油杆扶正器短节、抽油杆万向连轴短节、堵塞器、翻板式偏心油管锚等配套工具,解决了斜井杆柱弯曲、断脱问题,延长了抽油杆柱的使用寿命,降低了维护费用.斜井螺杆泵不但在出砂区块推广前景广阔,在不出砂区块与其它采油方式相比也有很大的优势.     

地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆等效节点载荷分析

为了解抽油杆在井下的受力和运动状态,使其脱断事故得到合理的解释,运用抽油杆单元有限元模型分析了地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆在井筒中的受力和运动状态。在对问题进行求解之前,需要得出整体等效节点载荷向量,考虑到井斜,利用抽油杆单元各方向上的位移插值函数,根据虚功原理将均布载荷转化成为节点的等效载荷,然后按节点顺序装配出整体等效节点载荷向量。求解由整体刚度矩阵和整体等效节点载荷向量形成的线性方程组,可得出某一时刻抽油杆各节点不同方向的位移。对抽油杆扶正器位置安装具有指导意义。     

卡装式抽油杆扶正器的使用

为了解决螺杆泵采油井杆柱有效扶正问题．研制开发了卡装式抽油杆扶正器。它相对接头连接式抽油杆扶正器具有结构简单、成本低、易于安装使用，能够根据生产需要布置在抽油杆柱任意位置的特点。卡装式抽油杆扶正器现已用于400多口井，使用效果良好。     

延长油田水平井生产管柱配套技术研究及应用

近年来延长油田水平井开发技术大规模应用,水平井复杂的井身轨迹对泵挂深度参数的要求也逐渐加大,常规的采油工艺及配套设备已经不能满足生产需求,为使其能够顺利投产和正常生产,需要解决举升、防偏磨、脱杆等方面难题。通过对抽油杆柱在水平井筒中的运动状态进行受力分析,对防脱器的安放位置以及扶正器的安装间距进行优化。对适应于大斜度井段的水平井特种泵以及抽油杆扶正器进行优选,解决了普通整筒泵泵挂井斜小、泵效低以及常规扶正器在大斜度水平井中很容易磨损和破碎的问题。现场应用表明,优化后的抽油杆柱系统,泵效提高13%~15%,杆柱断脱率减少80%,检泵周期延长8个月。     

定向井中抽油杆柱的摩擦力计算和扶正器分布设计

在定向井、水平井中使用有杆泵机械采油方法时，需要在抽油杆柱上安装扶正器。文中通过合理简化，推导了扶正器安放间距的计算公式，提出了一套在定向井中进行抽油杆扶正器分布设计和摩擦力计算的数值计算方法，并编制了相应计算机程序。该方法简便、实用，能满足工程要求。     

螺杆泵抽油杆柱瞬态有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件,建立了螺杆泵抽油杆柱瞬态非线性有限元模型,针对杆柱初始缺陷及振动对杆柱的影响,采取在侧向变形及接触力较大的部位安装扶正器的措施来消弱杆柱的振动、减小杆柱侧向变形。通过分析结果,得出了抽油杆柱扶正器的合理配置方案,该方案能够减少杆管偏磨,预防杆柱断脱,延长检泵周期。     

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。     

定向井有杆抽油系统扶正器可视化设置及仿真

合理设置定向井抽油杆柱的扶正器,可有效降低杆柱摩擦,延长检泵周期,提高系统效率和抽油杆寿命。首先解决了测井录入方位角不连续问题,采用三次样条插值对连续化后的井眼数据进行计算机模拟,生成定向井抽油杆柱空间轴线;开发了可视的扶正器设置和系统仿真软件,通过文件读取或键盘与鼠标输入(均匀分布输入、井深数据输入以及鼠标点击输入)等方法设置各类扶正器;采用摩擦力等效原则,运用等效摩擦系数计入扶正器对组合抽油杆柱的影响;经过对等效有杆抽油杆柱系统动态仿真,得到抽油杆柱摩擦力分布和摩擦耗能等特性参数,运用这些数据可以对扶正器设置进行评价并进一步改进设置方案,实现定向井有杆抽油系统扶正器可视化优化设置。     

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采油井杆管磨损日趋严重的问题,从磨损现象分析入手,着重进行了磨损原因的理论分析。分析认为,螺杆泵井杆管磨损主要是由于举升液体粘度增大、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,提出优化布置抽油杆柱扶正器、缩小抽油杆直径和降低抽油杆转速等治理措施。     

斜井有杆泵采油杆管防偏磨自润滑工艺管柱技术

针对斜井有杆泵采油系统杆管偏磨问题提出了采用封隔器、分离器、抽油杆脱接器、泄油器、抽油杆扶正器、润滑剂共同组成的自润滑工艺管柱。现场应用表明:能够有效地防止斜井、直井及其他复杂结构井在采用有杆泵采油时的杆管偏磨问题,大大延长了油井的检泵周期,同时也能有效地解决油井中砂、蜡、水对抽油杆偏磨的影响,充分保护抽油杆和油管,增加抽油杆和油管的使用寿命,为用户带来显著的经济效益。     

超高强度抽油杆疲劳性能分析

抽油杆在有杆泵采油系统中起着至关重要的作用,若抽油杆提前失效,将影响油田正常生产,实践表明抽油杆的失效大部分是由疲劳引起的,疲劳寿命是衡量抽油杆好坏的最重要指标。因此,文章开展H级超高强度抽油杆的疲劳性能实验,应用有限元方法分析其应力分布情况,明确抽油杆危险部位,为科学合理应用H级超高强度抽油杆提供理论指导。     

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。     

斜井抽油杆扶正器实验研究探讨

文章介绍了在斜井采油工艺中几种抽油杆柱扶正器的实验研究现状，通过对其材料性能等指标对比和不同温度条件下的承载、磨损试验，筛选了以增强尼龙六为主的高效扶正器，为不同井况条件下斜井杆柱扶正器的选择提供了技术参考。     

斜井抽油杆扶正器间距计算

斜井有杆泵采油的发展使抽油杆扶正器的使用越来越广泛,斜井部位扶正器间距的确定成了至关重要的问题。本文应用材料力学原理,通过对斜井部位每两个相邻抽油杆扶正器之间的受力情况进行分析研究,得到计算通式,并据此对不同管柱、杆柱配合进行计算,得到一系列简化了的计算式。为了使用方便又将典型的管柱和杆柱配合、不同的井斜率和杆柱拉力经计算后制成图集,应用时只要根据油井管柱和杆柱配合,并知道井斜率和杆柱拉力即可从图中查到杆柱各段每两个相邻扶正器之间的间距值。     

基于转子动力学方法研究螺杆泵抽油杆柱扶正器的布置

随着螺杆泵采油技术的应用,抽油杆柱的偏磨现象日趋严重。分析了螺杆泵抽油杆柱的受力,建立了抽油杆柱的转子动力学模型,采用轴承单元和空间梁单元进行仿真。结合La10-2435井的井身结构和ANSYS分析结果给出了较合理的扶正器布置方案。计算结果表明,该方法能够预测出抽油杆柱由于横向位移过大引起的偏磨位置。     

固体润滑技术在抽油杆扶正器上的应用

近年来,随着社会进步,对环境保护,资源利用等提出了更高的要求,受此限制,在钻井时,往往不具备钻直井的条件,因此大斜度井越来越多;同时为了更好地勘探、开发油气资源,水平井数量也逐年增加。油井斜度增加造成采油时油管与抽油杆间的磨损加剧,导致油井检泵周期变短,管杆消耗严重,油井开井时率降低。为解决这一问题,一般采用在抽油杆上加装扶正器来缓解偏磨问题,抽油杆扶正器一般使用塑料、尼龙、金属等不同材质,工作时利用自身的磨损代替抽油杆和油管之间的磨损,以提高油管和抽油杆的使用寿命。但在应用过程中,选用塑料。尼龙等软材质时,扶正器的耐磨性差,在较短时间内即损坏,丧失了对杆管的保护作用：如果采用高硬度金属材质,则会对油管造成损伤,缩短油井检泵周期。     

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。