抽油机扭矩曲线的应用

文章讨论了抽油机扭矩曲线除了用来确定最大扭矩和检查是否超扭矩外,还可以检查抽油机的平衡状况和进行平衡计算、确定电机输出功率、检查功率利用情况,利用均方根扭矩值选择电动机功率。     

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文章利用非线性有限元的数学方法,研究了海上水平井钻进中的非线性摩擦扭矩问题,提出了一套有关摩擦扭矩的非线性有限元计算公式,并编制了一套非线性钻柱力学计算程序,在海洋石油总公司所属的南海北部湾一个钻井平台上进行了实际验证,从而向了一些有启发性的结论。目前国内计算水平井摩阻力的研究很多,但大都集中计算轴向摩阻力,对于钻柱摩擦扭矩的研究进行很少,原因之一是国内大多数钻机缺少扭矩的精确测量装置。此文利用了     

水平井非线性摩擦扭矩的研究

文章利用非线性有限元的数学方法,研究了海上水平井钻进中的非线性摩擦扭矩问题。提出了一套有关摩擦扭矩的非线性有限元计算公式,并编制了一套非线性钻柱力学计算程序,在海洋石油总公司所属的南海北部湾一个钻井平台上进行了实际验证,从而得出了一些有启发性的结论。目前国内计算水平井摩阻力的研究很多,但大都集中于计算轴向摩阻力,对于钻柱摩擦扭矩的研究进行得很少,原因之一是国内大多数钻机缺少扭矩的精确测量装置。此文利用了海洋钻井平台上的有利条件,使软件计算精度达到了预期效果。     

电动潜油泵连接螺栓预紧扭矩标定试验研究

对电动潜油离心泵连接螺栓预紧扭矩进行标定试验，得到了螺栓预紧扭矩与轴向拉力关系图表，旨在指导连接螺栓预紧扭矩的施加值，以求减小电动潜油泵落井事故的发生。计算了不同工况下螺栓的预紧应力与总应力，并与美国汽车工程师协会给出的推荐扭矩值进行比较，给出了最佳预紧扭矩值。     

液动周向扭矩冲击发生器动力学分析

液动周向扭矩冲击发生器是抑制钻井过程中"卡-滑"现象的有效措施。介绍了液动周向扭矩冲击发生器的结构和工作原理,建立了该扭冲器的流道分布模型,计算了其工作过程中各流道的流量,确定了典型零件冲击过程中的运动参数和瞬时冲击载荷,得出了液动周向扭矩冲击发生器的冲击扭矩及旋转频率。试验情况表明,计算结果与实际工况比较接近,这为扭冲器的设计和使用提供了依据。     

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大位移井具有长水平位移,大井斜角以及长裸眼段的特点,大位移井钻井过程中摩阻扭矩的预测和控制是成功地钻成大位移井的关键因素之一。文章根据大位移井钻井的特点,忽略钻柱刚度的影响,考虑到实钻轨迹中井斜,方位的变化,采用空间斜平面假设,建立了适合大位移井的摩阻扭矩三维软杆计算模型,并编制了计算程序,建立的模型可用于计算大位移井各种工况下的摩阻和扭矩,实例计算表明,文中提出了的力学模型其理论计算结果与实测结果吻合程度较好,大钩载荷误差在15%以内,扭矩载荷误差基本上保持在20%以内。     

石油钻杆接头上扣扭矩计算方法研究

合理的上扣扭矩对石油钻杆接头性能的正常发挥至关重要,上扣是一个动态过程,除了要克服摩擦力,还要有一部分扭矩做的功转化为应变能储存起来。文章在弹性力学理论的基础上分析钻杆接头二维轴对称有限元模型,提出了新的上扣扭矩计算方法,该方法同时将摩擦力和应变能考虑在内,并以NC-38为例进行说明。结果表明,在二维轴对称有限元模型下综合考虑摩擦力和应变能的上扣扭矩计算方法更加精确,该计算方法不仅适用于钻杆螺纹,还可以推广应用到其他形式的螺纹,使用范围广,具有很高的应用价值。     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题,建立了打捞管柱扭矩分析计算模型,利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行了计算,计算结果能够为打捞施工中合理的扭矩参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供了技术保证,减少了打捞作业过程中管柱断裂、脱扣等复杂事故的发生,进一步提高了作业效率,降低了工程成本。     

游梁式抽油机扭矩曲线平衡测试新方法

针对常规游梁式抽油机扭矩曲线平衡法中扭矩因数不准确的缺点,提出了一种仅依赖于实测悬点位移时间序列的扭矩曲线平衡测试新方法。推导了基于四连杆尺寸比值的悬点位移公式和扭矩因数表达式,给出了游梁式抽油机抽油泵装置能正常工作的四连杆尺寸比值范围,得到了基于实测悬点位移时间序列的扭矩因数计算方法。验证计算表明,这种扭矩因数计算方法有较高的精度。根据扭矩因数和悬点载荷计算得到扭矩曲线,从而可以判断抽油机的平衡状况。结合实例,给出了这种方法的具体应用。     

气体钻井钻柱摩阻扭矩新解析模型

随着国内外气体钻井技术的不断发展,以及最大储层接触钻井开发理念的提出,气体钻井技术与水平井等钻井技术相结合在致密低渗油气藏开发方面展现了巨大的潜力。但在气体钻水平井或特殊轨迹井的井眼轨迹测量、井眼轨迹控制技术领域仍然面临一些关键技术难题和挑战。摩阻扭矩就是其中的一项关键技术,摩阻扭矩问题贯穿整个井的设计到钻井再到完井、井下作业全过程。文章提出了一种新的钻柱摩阻扭矩计算解析模型,通过对三维狗腿度的矢量化,以及将重力和张力对摩阻影响的分离,简化了复杂的摩阻扭矩解析模型。并分别对某气体钻井三维拐角井及其复合运动的钻柱摩阻扭矩进行了实例计算。计算结果与经典解析算法进行对比分析,得到该解析模型具有较高的精度,可为油田应用提供简便而可靠的计算方法。     

特殊螺纹接头扭矩的分析

简要介绍了特殊螺纹接头的基本结构和特殊螺纹接头扭矩计算的重要意义。在试验与有限元分析的基础上,建立了特殊螺纹接头的扭矩计算方法。该方法是将特殊螺纹接头扭矩分成螺纹与台肩两部分,采用不同的摩擦系数对有限元模型计算上扣后对应的螺纹与台肩扭矩。最后验证了该计算方法的可靠性,结果表明,该方法的计算结果与试验结果相吻合,可以用于特殊螺纹接头扭矩的计算与预测。     

双驴头抽油机优化设计

后驴头轮廓曲线的形状是双驴头抽油机设计的关键。对后驴头轮廓曲线为偏心圆弧的双驴头抽油机运动规律作了进一步探讨，用矢量法建立了机构运动分析和动力分析的数学模型，且以上冲程扭矩因数峰值最小作为优化设计的目标函数，用优化理论中的复合形法进行优化计算，得到最优设计结果。计算实例表明，YCYJ14－5－53HB双驴头抽油机在最大冲程和最高冲次时，加速度和扭矩因数峰值比较小，减速器输出轴净扭矩波动不大，消除了负扭矩。     

动态模拟技术在抽油机设计中的应用

抽油机的悬点载荷和减速器输出轴扭矩是反映其性能的重要工作参数 ,也是油井诊断和抽油机设计、选型的主要依据。在抽油机设计、选型中 ,悬点载荷和减速器输出轴扭矩必须通过计算来预测。传统的计算方法是运用经验公式计算。该方法简便易行 ,但有 2个主要缺点 :其一 ,没有考虑不同类型抽油机几何关系的影响。此外还有一些假定条件 ,因而使用有很大的局限性 ,误差比较大 ;其二 ,经验公式只计算悬点载荷和减速器输出轴扭矩的最大值和最小值 ,不能够计算出最大值和最小值发生的位置 ,更不能计算任意位置的驴头悬点载荷和减速器输出轴扭矩 ,因而…     

用TI-59计算抽油机井参数程序及其应用

石油勘探开发科学研究院从美国引进了9套抽油机井设计计算程序,即扭矩因数程序;抽油杆位移程序;Wr、Er、Fc计算程序;API计算程序;应力计算程序;井底压力计算程序;常规型抽油机装置扭矩计算程序;空气平衡抽油装置扭矩计算程序及MaKKⅡ型抽油机装置扭矩计算程序。这些程序是借助TI-59计算器实施的。本文仅就前6种作以介绍,并举例说明。     

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文章针对目前普遍存在的API圆螺纹套管易于发生滑脱失效的现象，分析了这种套管在拉伸载荷作用下滑脱失效的特点，并通过弹塑性有限元方法研究了各牙螺纹的受力。在此基础上，系统地研究了上扣扭矩对这种套管连接强度的影响，并利用全尺寸试验验证了有限元计算结果的可靠性。研究结果表明，上扣扭矩对圆螺纹套管的连接强度有较大影响，在API推荐扭矩的基础上，适当增大上扣扭矩，将上扣扭矩从API最佳值提高到最佳值的1.5倍，可明显提高圆螺纹套管的连接强度。     

大斜度井钻柱动态摩阻扭矩快速求解方法

中国正在逐渐加大滩海油气资源的开采力度，大斜度井是滩海油气开采的主要井型，大斜度井极限延伸钻进长度在很大程度上决定了其开采效益。钻前与钻井过程中摩阻扭矩的精准预测和准确快速计算是确保大斜度井极限延伸钻进的关键。目前基于有限元框架的动态摩阻扭矩计算方法，既能计算稳态摩阻扭矩又能计算瞬态波动量，同时与解析解相比，还可以更好地处理边界条件，有效提高摩阻扭矩的计算精度，但计算速度慢，现场使用不便。为确保动态摩阻扭矩的计算精度并提高计算速度，笔者基于大斜度井动态摩阻扭矩参数敏感性分析和相似度原理，建立了各系统参数影响摩阻扭矩的快速插值模型，并开发了一套高精度和高计算效率的摩阻扭矩计算软件，该方法和软件已在冀东油田的大斜度井中推广应用。     

高压井口闸阀开关扭矩计算新方法

为了准确地分析计算高压闸阀的开关扭矩,笔者以暗杆式闸阀为例对其进行了结构原理分析、受力分析,找出开关扭矩出现最大值的状态,并运用新的计算公式进行了计算检验。计算结果表明:开关扭矩与螺纹摩擦力矩、填料与阀杆摩擦力矩、轴承摩擦力矩有关,螺纹摩擦力矩是影响开关扭矩的主要因素,其他结构形式的闸阀也存在相似关系。计算得出的开关扭矩与实际情况基本接近,同时说明其计算方法的正确性,并具有广泛的可参考性。     

判断抽油机平衡状况的新方法

选择较好的判断抽油机平衡状况的方法,是提高抽油机效率,降低能耗的重要途径。文中给出了判断抽油机平衡状况的两种新方法:(1)改进的扭矩系数法,(2)电动机转速曲线法。第一种方法采用数字化仪,将示功图数字化,解决了以往因用手工将实测示功图数字化而带来的时间长、易出错的问题。作者根据该方法,推出了已知光杆位置计算扭矩系数的新公式。第二种方法采用实测电动机转速确定曲柄轴的扭矩,来判断抽油机的平衡状况。该方法比较适合于装有超高转差率电动机的抽油机。文中给出了已知电动机转速计算曲柄轴扭矩的新公式。     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题，建立了打捞管拄扭矩分析计算模型。利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行计算，可以确定井下管柱各个位置处的扭矩大小。根据井下各个管柱的安全允许扭矩值大小，进一步判断作业过程中井下管柱潜在危险点的位置，提高修井作业的安全可靠性。在落鱼管柱套铣过程中，利用井下管柱扭矩传递规律，     

信息

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题,建立了打捞管柱扭矩分析计算模型。利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行计算,可以确定井下管柱各个位置处的扭矩大小。根据井下各个管柱的安全允许扭矩值大小,进一步判断作业过程中井下管柱潜在危险点的位置,提高修井作业的安全可靠性。在落鱼管柱套铣过程中,利用井下管柱扭矩传递规律,根据井底落鱼套铣施工的需要,进一步确定施工作业时所需管柱扭矩大小。本研究成果在渤海油田QK172P4井和SZ361C5井修井作业过程中得到了现场应用…