定向井抽油杆三维力学模型及在偏磨中的应用

杆管偏磨是油田开发过程中有杆泵生产面临的重要问题, 井眼弯曲和抽油杆柱失稳屈曲是导致杆管偏磨的重要原因。文章依据微元分析理论, 对运动状态下的抽油杆柱进行了受力分析, 建立了描述抽油杆柱在定向井中受力状态的三维力学模型, 模型采用波动方程的形式, 考虑了井眼轨迹、 杆柱组合、 抽油泵以及流体的影响,通过有限差分法进行求解。实例计算表明, 该模型可以较为准确地预测定向井中抽油杆的偏磨位置以及偏磨程度。     

偏磨油井抽油杆受力实测分析

在油田现场通过安装应变式力传感器的方法，测量了偏磨井中抽油杆在不同长度位置时力的变化规律。抽油杆在上冲程时的摩擦力沿杆长方向分布较均匀，可以排除油管弯曲现象；下冲程时的摩擦力较大，产生的偏磨较严重。     

斜井防偏磨抽油杆柱的设计

针对目前斜井抽油杆柱设计存在的问题,通过对斜井杆柱的受力分析,综合考虑了井斜因素与抽油杆柱在井下的工作受力情况,建立了斜井抽油杆柱载荷的力学模型,从而确定了抽油杆柱、扶正器优化设计的方法。通过软件计算,可确定抽油杆柱的优化组合以及扶正器的合理间距。能有效减少或防止斜井杆管的偏磨现象。     

考虑附加力的大斜度井抽油杆三维力学模型

根据抽油杆柱的约束条件和井斜角、方位角的变化等边界条件,充分考虑浮力、惯性力等附加作用力的影响,建立了大斜度井抽油杆的三维受力模型,研究了模型求解的边界条件及计算方法。应用VB语言编写计算程序,并在老168-斜56井进行实例计算,计算结果与实测数据的误差在10%以内,可满足工程要求。分析结果表明,在定向大斜度井中,抽油杆在井眼轨迹增斜段及狗腿处所受的支撑力、摩擦力较大,会造成局部应力集中;由于上冲程轴向力比下冲程大,轴向力分解出的支撑力、支撑力产生的摩擦力也比下冲程大,下冲程在中和点以下,抽油杆受压而可能发生弯曲失稳。因此,在增斜段、狗腿处及中和点以下需重点采取防偏磨、防弯曲失稳措施。     

抽油杆柱综合防偏磨技术

为预防抽油杆柱偏磨,延长抽油杆使用寿命,研制试验了抽油杆柱综合防偏磨技术.介绍了抽油机井抽油杆柱井下旋转、防偏磨技术及其试验效果.抽油杆防脱器与旋转器配合使用可使抽油杆柱旋转;抽油杆防偏磨器、抽油杆抗弯防磨副的配合使用可起到防偏磨的作用.所使用的井下工具简单,无需改变地面和井下设备,其原理可靠,理论依据充分,适用于具有明显中性点的油井,对每口油井都要有针对性地进行设计、计算才能达到较理想的效果.井下抽油杆旋转器是一种多功能的井下工具,不但能使抽油杆柱旋转,而且能起到抽油杆井下减震器的作用,具有超中程效果,可提高抽油机井泵效,延长检泵周期.     

三维井眼抽油杆与油管防偏磨技术研究与应用

抽油杆、管偏磨主要受力学因素和油井产出物的影响,其根本原因是抽油杆、管之间的摩擦力造成的;偏磨点的预测模型由实测数据进行修正或标定使预测更加准确;降低抽油杆、管之间的偏磨方法主要是降低杆、管之间的摩擦力;降低抽油杆对油管的正压力采用传力式加重杆加重,使抽油杆中和点下移;使用抽油杆防偏磨节箍,降低了杆、管之间的摩擦系数;现场应用219口井表明,延长了检泵周期、提高了井下效率和经济效益。     

抽油杆自动旋转防偏磨技术的研究与应用

曙光油田部分埋藏较深的区块开发至中后期,抽油杆柱偏磨油管柱现象严重,针对这一问题研制了抽油杆自动旋转器,其作用是可带动抽油杆柱旋转缓慢旋转,使抽油杆接箍四周均匀受磨,有效延长抽油杆使用寿命.该装置在曙光油田应用后,大大延长了油井生产周期,增加了油井生产时率,提高了原油产量.     

油区抽油井防偏磨技术

红五作业区所辖五区、红山嘴区块油气田属复杂型油气田，由于多年的强注强采抽油机井下管杆偏磨严重、管杆断脱事故增多，针对抽油井井况和井下管杆偏磨原因及特征，提出了实施防偏磨抽油杆自动旋转装置和尼龙挟正抽油杆防偏磨技术，取得良好效果。     

斜井抽油杆柱防偏磨工艺技术研究与应用

针对长庆油田油房庄作业区斜井采油难度大,因井斜造成杆柱偏磨,导致抽油杆断脱、油管漏等问题,研究应用了一些防偏磨措施,有效地减少了杆柱的偏磨,提高了油井时率,延长了检泵周期,大大提高了经济效益。     

抽油杆软联接防偏磨工艺技术

针对河南油田分公司采油一厂部分油井因杆管偏磨而造成检泵周期短的问题,在井斜小于45°并且无"狗腿度"的油井上,研究了抽油杆软联接防偏磨工艺技术。通过对偏磨油井杆管偏磨力的计算分析,研究了抽油杆软联接防磨器,在软联接防磨器的作用下,可以使杆管的偏磨应力得到有效释放,从而达到延长油井检泵周期的目的。2008年在河南油田分公司采油一厂现场应用2口井,工艺成功率100%,平均单井延长检泵周期188 d,累计增油300 t,创经济效益80万元。     

斜井防偏磨抽油杆柱工艺研究与应用

针对斜井采油难度大,因井斜造成杆柱偏磨,导致抽油杆断脱、油管漏等问题,研究应用了一些防偏磨措施,有效地减少了杆柱的偏磨,提高了油井时率,延长了检泵周期,大大提高经济效益。     

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。     

抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测

结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响研究。利用该软件系统,可以确定抽油杆柱与油管严重偏磨点的位置。使用新型抗摩擦接箍,可使定向井抽油杆柱偏磨的程度大幅度下降,从而节省修井时间并提高油井寿命。     

提高抽油杆防偏磨效益技术研究

受井斜大、抽油杆运动失稳、油井液量低等因素影响,W区块生产中主要存在油井抽油杆偏磨严重问题,采用选注塑扶正器防偏磨技术,取得较好效果,但存在措施工艺成本高问题,为此开展提高防偏磨效益技术研究,明确降本增效方向,制定合理技术对策,现场应用85口井,创效380.5万元,低油价下实现提质增效目的.     

抽油杆局部阻力偏磨机理及防治

抽油杆偏磨的因素很多，如油井结蜡、出砂、井斜、套管变形和管杆腐蚀等，但对于不同的油田、不同的区块。导致抽油杆偏磨的原因不尽相同。通过调查杏十二——十三区抽油杆偏磨情况，该区抽油杆偏磨井主要因素集中在低沉没度、高含水，抽汲参数相对较高的正常抽油机井，下冲程一般存在较强的振动载荷，其偏磨井段深度一般大于800m。在分析杏十二——十三区偏磨井历年生产数据和作业数据基础上，结合抽油杆局部阻力理论计算和现场液击试验得出杏十二——十三区抽油杆偏磨主要是因高含水、低沉没度导致抽油杆柱下行的局部阻力增加造成的。根据该原因制定并实施调整抽汲参数，保证抽油机井合理的沉没度预防该区抽油杆偏磨的措施，实践证明措施有效。     

抽油杆管偏磨成因及解决措施研究综述

针对目前国内卟抽油杆、管偏磨的成因,分析了目前采用的避免或减少抽油杆、管偏磨的方法与措施,旨在对不同抽油杆、管偏磨能有针对性地选择有效的防偏磨措施提供参考。     

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。     

旋转防偏磨抽油杆接箍的研究设计

在油田抽高含水开发期,由于腐蚀和磨损的影响,有杆泵生产井中抽油杆接箍早期磨蚀失效,造成抽油杆断脱油井作业。论述了一种旋转防偏磨抽油杆接箍结构和工作原理,通过结构的改变减少管杆接触比压力,在减小管杆问的摩擦力的同时减少旋转减小抽油杆接箍及接触油管的磨损,可有效解决有杆泵抽油井管杆接箍磨损造成作业问题。     

抽油杆硬质合金接箍防偏磨性能研究

抽油井中抽油杆接箍偏磨现象日益增多,造成油井维护的工作量上升、难度加大和成本增加,严重影响油田正常生产。通过接箍偏磨相关机理研究,总结了接箍偏磨的原因及影响因素。在此基础上,对普通接箍和硬质合金接箍在实际生产中的运行状况进行监测,采用概率统计方法,得出2类接箍的实际磨损量,并对其抗偏磨性能进行了对比分析。根据油田正常油井生产的维护费用标准,从经济性方面评价了2类接箍应用前景,为油田生产创效提供技术支持。     

抽油杆柱扭转机理分析与力学模型的建立

在综合分析抽油杆柱破坏形式的基础上 ,找到了抽油杆柱产生扭转运动的原因 ,即抽油杆柱屈曲和悬绳器钢丝绳打扭。探讨了抽油杆柱扭转振动的上下端边界条件 ,在对抽油杆柱适当简化的基础上 ,利用弹性理论和单元分析法 ,建立了抽油杆柱扭转振动的动力学模型 ,并研究了该模型的求解方法。为抽油杆柱的扭转脱扣、偏磨及抽油泵柱塞螺旋划痕等破坏形式的量化分析奠定了理论基础