抽油机井油管锚定必要性分析

定量分析了抽油机井油管自由悬挂可能造成的危害：降低泵效;油管柱振动加速了油管的疲劳破坏;油管屈曲造成套管、油管、抽油杆柱之间的多重磨损。指出了在抽油机井,尤其是深井中进行油管锚定的必要性。     

泄油式油管补偿器的研制与应用

顶封油井抽油过程中,抽油杆带动抽油泵上下往复运动,抽油泵上部的液柱载荷交替作用在抽油杆和油管上,使抽油杆、油管产生蠕动伸缩甚至使油管发生变形,油管变形会导致油管和抽油杆之间发生偏磨,管杆长时间偏磨容易造成顶封油井频繁躺井和作业、油井免修期降低和作业成本增加,严重影响了油井正常生产和经济效益,目前顶封井抽油管柱中配套油管...     

水下井口系统拉伸与弯曲测试工装设计与分析

水下井口系统在深水油气开采作业期间承受复杂载荷的作用，极易发生强度破坏和结构失效。目前主要通过数值模拟的手段对水下井口系统进行分析，无法准确评估水下井口在工程应用时的安全性，研制水下井口系统的专用测试设备并分析其试验过程中的结构稳定性具有重要意义。根据水下井口系统实际装配结构，自主设计了水下井口承受悬挂、拉伸、弯曲载荷下的专用测试工装。为论证测试工装结构在测试试验过程中是否会发生强度破坏，基于ANSYS Worbench建立了3种测试工装的有限元模型，分析得到不同工况下测试工装应力响应云图。计算结果表明：悬挂载荷测试时，测试工装最大应力为597.50 MPa;弯曲载荷测试时，测试工装最大应力为349.34 MPa;拉伸载荷测试时，测试工装最大应力为179.14 MPa。各部件应力均未超出材料屈服强度，能够保证测试试验的稳定运行。研究结果可为水下井口系统测试工装的研究设计提供参考。     

杆式泵试压用常开式固定阀的设计与应用

目前，由于石油开采的需要，在有杆泵抽油系统中，经常使用杆式泵抽油。但是在下杆式泵的作业过程中，存在着一个难题，就是油管柱上未接固定阀，无法对油管柱进行检测，而管柱试压是油井作业中检验油管质量的主要手段。使用杆式泵管柱试压有两种方法，一种是在油管柱上接一个普通固定阀，试压完成后，     

新的清蜡系统

在许多生产油井中的结蜡,可严重影响油井的产量。加热被认为是一种广泛适用的清蜡工艺。由美国休斯顿国际采油技术公司研制的已获专利的一个被称为Paratrol的新系统提供了一种安全地把电流加到油管柱上并把油管柱本身变成发热体的方法。由于采用这种方法输入了电流,所以,整个井口得保持接地。油管的加热温度一般等于或高于析蜡点。迄今为止,最普遍的常规清蜡方法包括:①自喷井下刮片;②化学法和用于抽油机井的热油洗井法。本文所讨论的加热系统是一个自动的、无人监视的、可靠的油井油管清蜡系统。     

抽油机井油管柱断裂失效特征分析

文章通过现场调查,分析了油管柱发生断裂的特点及油井工况对断裂的影响.油管断裂主要表现为螺纹断裂,断口位置在螺纹尾部.管柱各部位发生断裂的频率极不均衡,且井口第1根油管断裂发生率最高.油管螺纹断口的宏观和微观特征显示了这种断裂属于机械疲劳断裂.油管柱的断裂寿命分布有双峰特点,大量油管在很短的工作期间内发生了非正常断裂.油井的各种工况条件对油管柱的断裂会产生不同的影响.     

对抽油机井油管的疲劳行为及寿命的分析与认识

揭示了抽油机井油管在交变载荷作用下，油管接头尾部第一啮合齿的齿根处的应力应变行为。在涉及油管及油管柱诸方面的均符合API规范要求，并在正常工作情况下，该处发生屈服，处于弹塑性状态。在循环加载－卸载时，参加应变循环的主要为弹性应变，塑性应变幅趋近于零。相应的疲劳实验结果表明，油管的运行周次可达10^7以上，没有观察到萌生裂纹，可以认为具有无限寿命，这与其应力应变行为是相符合的。     

抽油井井口回压降压装置的研制与应用

濮城油田属复杂型断块油藏，随着油田开发时间的延长，零散井及边缘井数逐年增多。因输油管线长，在井口产生的回压最高达到O．5MPa，导致油管、抽油泵漏失量增加；也使抽油机上冲程的负荷增加，使抽油杆的交变载荷不均匀度增加；检泵周期缩短。降低这类抽油机井井口回压，实现井口零回压甚至负压生产，是油田急需解决的技术难题。     

井口处连续油管最大允许轴向载荷分析

针对井口处的连续油管,考虑残余曲率,通过梁弯曲理论推导出连续油管的形态方程和挠度方程,建立了连续油管截面应力模型和最大允许轴向载荷模型。研究表明,连续油管易在凹侧外表面产生过大压应力,发生强度失效; 连续油管最大允许轴向载荷随着井口处长度增大而减小,随着连续油管壁厚增大而增大。井口处长度对最大允许轴向载荷起主要作用,在实际应用过程中应尽可能缩短注入头下端和井口位置上端之间的长度。     

张力完井管柱工艺研制与应用

本文介绍了一种新型张力完井工艺在采油井特别是抽油井和压裂井中的应用。其最大特点是在油井生产过程中，油管柱始终呈竖直拉伸状态并保持一定的张力负荷，从而完全消除了因抽油杆上，下运动而造成的油管珠弹性伸长，提高抽油井泵效１０。经配套完善后，可广泛用于低渗油田的抽油，注水及压裂作业中。     

直井油管柱有重始弯压力研究

直井油管柱无重始弯压力问题已在文献［ １ ］ 讨论, 但是由于油气井中的油管柱弯曲都是有重弯曲, 直井油管柱无重始弯压力还不能直接在油气井油管柱弯曲中应用, 因此需要在直井油管柱无重始弯压力公式基础上得出直井油管柱有重始弯压力公式。文中先介绍油管柱有重弯曲概念, 其次对油管柱无重弯曲和有重弯曲的特征进行对比, 再次介绍有重弯曲和无重弯曲始弯压力之间的关系, 介绍弯曲段上端处的压力, 最后对完全自重弯曲长度, 无重弯曲条件和无重弯曲极限长度, 直井油管柱的几种弯曲形式等进行讨论。     

螺杆泵采油油管柱弯曲对抽油杆柱的影响

抽油杆柱断脱是螺杆泵采油最棘手的问题之一。为此, 就螺杆泵采油时油管柱弯曲对抽油杆柱的影响做了分析。通过分析, 给出了油管柱轴向压力与弯曲变形计算式, 着重讨论了油管柱弯曲对抽油杆柱的弯曲角度、弯曲产生的附加弯矩和附加应力的影响。认为螺杆泵正常工作以后, 因温度的影响, 油管的弯曲增加, 抽油杆柱产生与油管相同的弯曲。最后对某油田的某一螺杆泵井作了实例计算。     

斜井抽油杆扶正器安放间距三维计算

在斜井抽油杆上合理布置扶正器可减缓抽油杆与油管的相互磨损，延长油井免修期，降低生产成本。采用力学分析的方法，结合井眼轨迹数据，由下到上逐跨计算了抽油杆柱的扶正器间距和轴向力。假定抽油杆柱上只有扶正器处与油管接触，通过反复试算确定了两相邻扶正器之间的合适间距、上扶正器处的轴向力和侧向力。研究结果表明，相邻两扶正器的间距取决于上述轴向力、侧向力、井眼几何尺寸、杆抗弯刚度和杆与管间隙的大小。抽油杆柱最下端作用力的大小取决于液体压强、柱塞重量、摩擦力、液体阻力和惯性。而侧向力的大小取决于井眼见何尺寸、轴向力和抽油杆重量。计算实例及现场应用均表明三维计算方法是可行的。     

超深高温高压气井完井含伸缩管测试管柱的应力与变形特征

塔里木盆地MJ4井测试管柱长6 617 m,测试时井底压力为101.63 MPa,完井作业过程中管柱出现了塑性变形问题,迫切需要准确地确定管柱塑性变形究竟发生在完井作业的哪个阶段。为此,采用三维有限元分析方法,结合MJ4井坐封、压裂和试油3个典型的载荷工况,对管柱的变形和轴向应力分布进行了数值计算,总结了含伸缩管的完井测试管柱力学行为计算流程。研究内容主要包括:①提出了具有伸缩管的油管柱系统中伸缩管的伸长与闭合状态的判断依据,并给出了相应的计算原理和计算公式,计算了MJ4井油管柱伸缩管的伸长—闭合状态;②给出了水力锚咬合不良产生的封隔器环空附加压差载荷的分析计算方法,模拟了其对管柱系统变形行为的影响,指出了附加压差载荷对管柱的塑性屈曲变形有着重要的影响;③计算模型引入了侧向屈曲变形的限制,从而间接考虑了接箍刚度对屈曲变形的影响,计算分析了油管柱在各种载荷共同作用下的变形情况,得到的数值结果显示与观察到的变形现象相同。研究结果表明,MJ4井管柱的塑性变形发生在压裂改造施工阶段,各种形式的液体压力载荷及重力载荷是塑性变形的主要原因。结论认为,含伸缩管测试管柱的力学计算模型可作为优化施工和管柱系统结构设计的重要理论工具和分析手段。     

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海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年，随着钻井技术的进步和油田开发的需要，陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱，包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等，尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算，已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此，文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析，单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨，以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算，给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法，解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。     

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。     

深层气井油管力学分析及软件开发

对深层气井的油管管柱建立了数学模型,对其受力与变形大小进行了分析计算。应用LabWindows/CVI 2009编制了深层气井油管的力学分析软件,并对徐深气田的典型深层气井开展了应用研究。通过对油管的应力分布及变形量的计算,可以进一步对油管的安全性进行评价分析,与实测资料比较,表明模型较为准确。     

73．0mm×5．5mmJ55平式油管断裂和弯曲原因分析

某油井在修井作业过程中发生了1起油管断裂事故，在随后打捞过程中，1根油管又发生弯曲。为分析事故原因，进行了调查研究，对断裂油管和弯曲油管进行了宏观形貌分析和尺寸测量；对起下油管所用的吊卡磨损程度和尺寸进行了测量和分析；对油管材质进行了试验。调查研究和试验分析结果表明，油管材质符合标准要求，油管在下井过程中断裂和弯曲的原因主要是吊卡严重磨损后，油管接箍承载端面一侧滑入吊卡孔内，承受异常载荷所致。     

水驱高含水油井杆管偏磨原因的力学分析

建立了抽油机井杆管偏磨原因力学分析的力学模型。给出了铅垂油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式和抽油杆柱轴向分布力的模拟方法;建立了供液不足油井液击力的计算公式,改进了柱塞下行阻力的计算方法。系统分析了含水与沉没度对杆管偏磨临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响。分析结果表明(1)高含水油井在低沉没度下运行会明显加剧抽油杆柱的轴向振动,降低杆管偏磨的临界轴向压力;(2)对于高含水低沉没度运行的油井,若油井供液不足并使柱塞下冲程泵内将产生液击,柱塞下行阻力会明显增加。因此,高含水油井在低沉没度下运行时,抽油杆柱轴向振动的加剧或液击都会严重恶化抽油杆柱的受力或直接导致杆管产生偏磨。     

水驱高含水油井杆管偏磨原因的力学分析

建立了抽油机井杆管偏磨原因力学分析的力学模型。给出了垂直油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式和抽油杆柱轴向分布力的模拟方法 ;推导了供液不足油井液击力的计算公式 ,改进了柱塞下行阻力的计算方法。系统分析了含水与沉没度对杆管偏磨临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响。分析结果表明 :(1)高含水油井在低沉没度下运行会明显加剧抽油杆柱的轴向振动 ,降低杆管偏磨的临界轴向压力 ;(2 )对于高含水低沉没度运行的油井 ,若油井供液不足将使柱塞下冲程泵内产生液击 ,柱塞下行阻力会明显增加。因此 ,高含水油井在低沉没度下运行时 ,抽油杆柱轴向振动的加剧或液击都会严重恶化抽油杆柱的受力或直接导致杆管产生偏磨