有杆泵抽油系统杆管偏磨磨损效率试验研究

磨损效率是有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测的重要参数。根据能量法原理确定了磨损效率的计算方法。利用摩擦磨损试验机进行了有杆抽油系统杆管偏磨的正交试验,测得油管的磨损量数据,拟合出16种试验条件下的磨损效率。试验确定的磨损效率值可用于杆管偏磨的磨损量预测、油管和抽油杆的最大磨损深度预测,指导实际生产。     

抽油机井杆管偏磨主要原因及防治措施

抽油机在工作的过程当中,杆间和井管等部位存在相对移动的情况,在移动的过程中必然会有摩擦,很容易产生磨损,在实际工作的过程当中由这种磨损导致的抽油机井故障时常发生,本文首先介绍杆管偏磨的危害性,然后介绍抽油机井杆管偏磨的主要原因,最后再介绍相应的防治措施。     

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。     

抽油杆抗磨副可有效解决抽油井杆管偏磨

抽油杆抗磨斟由抗磨光杆、扶正套总成、接头、背帽组成，在油井偏磨部位由于偏磨压力的作用，扶正套会自动找到最大偏磨点并相对固定，抽油杆与油管的摩擦与磨损转变为抽油杆抗磨副自身的摩擦与磨损，不但能克服直井井身轨迹弯曲部位及斜井造斜部位、增斜部位、稳斜部位、降斜部位的管杆偏磨问题，而且可防止下部抽油杆柱及管柱失稳弯曲与偏磨。同时，抽油杆抗磨副摩擦系数低、强度高、耐磨蚀、具备加重杆的作用，可防止杆柱失稳弯曲造成的杆管偏磨问题。     

油管磨损量的试验研究及预测

油田现场有杆抽油井杆管偏磨日益严重,为预防并减少井下事故,有必要对油管磨损量进行预测。利用自主研发的摩擦磨损试验机,模拟油田生产的实际工况开展了杆管偏磨试验,得到了多种工况下的油管磨损量,验证了硬质合金扶正器的防磨效果;同时分析油管在不同工况下的磨损规律,并结合偏磨引发的油管失效案例,推导出了油管磨损量的预测模型,且该模型的准确性和可靠性得到了本试验结果的验证。该研究成果可为油田采取科学有效的油管偏磨防治措施提供理论依据。     

宝浪油田高含水期杆管偏磨研究及防治措施

随着宝浪油田采油深度的增加和原油含水率的提高,抽油机井杆管偏磨加剧,造成管杆断脱和管柱漏失。针对抽油杆在三维井眼中的受力弯曲情况,提出了杆管优化方法并开发出配套的防偏磨软件,对延长油井生产周期、提高油田经济效益具有积极意义。     

有杆抽油系统通用数学模型研究

针对定向井有杆抽油系统,在井眼为平面曲线的情况下,给出了描述抽油杆柱横向和纵向振动以及管柱有纵向振动并耦合液柱振动的数学模型,讨论了有杆抽油系统几种主要数学模型间的关系。对于模型描述的杆柱、管柱、液柱振动的偏微分方程组给出了特征变换,转化成对角方程组,使问题的数值计算方法得到了简化,从而给出了有效解法。新的数学模型适用于有杆抽油系统的预测、设计以及抽油系统故障诊断的模式识别。     

拉杆泵受力分析及现场应用

随着油田含水的上升,抽油机井杆管偏磨状况日趋严重。以往在抽油杆上安装一定数量的尼龙扶正器,避免抽油杆与油管直接接触,起到了一定的防护作用。但是由于扶正器窜位、磨杆、失效等原因,偏磨仍然是油田检泵施工的主要因素。拉杆泵技术是近年来兴起的一项减缓杆管偏磨的技术,通过理论分析受力状态,拉杆泵能够利用管柱内外的压力差,对杆柱形成下拉力,有助于减缓杆管摩擦磨损。现场应用7口井,利用示功图和杆柱载荷拉力计进行了验证效果。应用拉杆泵后,平均节电率达到了15.48%,平均系统效率提高6.14%,无杆管偏磨现象的发生。     

定向井有杆抽油系统动态参数数值预测

基于定向井抽油杆柱微元体受力分析,综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构,计入杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦,建立定向井有杆抽油系统工况预测数学模型,并采用隐式差分与显示差分结合的方法求解预测模型。实例计算表明,这种数学模型能够准确预测定向井有杆抽油系统动态参数。     

一种基于动压润滑结构的自旋转扶正器设计

针对油田杆管偏磨日益严重的问题,研究了上下行程抽油杆柱受力特点,设计出一种新型的防偏磨扶正器。该扶正器主要由扶正器轴、扶正套、接箍、弹簧垫圈和定位块组成,依靠动压润滑效应与扶正套的自旋转,将杆管间的干摩擦、边界摩擦变为边界摩擦、液体摩擦,将杆管间的单边磨损变为均匀磨损,综合提高抽油杆管的工作寿命。对该扶正器在自主设计的抽油系统中进行了性能测试,结果表明,当抽油机电机转速达到75 r/min时动压润滑油膜形成,杆管偏磨现象明显改善。该技术可增加抽油杆管使用寿命、提高油井免修周期,为油田防偏磨提供技术支撑。     

基于典型示功图的抽油机井杆管偏磨诊断

目前国内各大油田已进入开发中后期,杆管偏磨现象严重。杆管偏磨受多种因素影响,主要包括井眼轨迹、抽油杆失稳弯曲、腐蚀结垢、沉没度、油井出砂和结蜡等。在对杆管偏磨机理以及受力分析的基础上,通过对典型示功图中的泵充不满、出砂、结蜡、油稠等因素以及杆管摩擦载荷值大小的综合分析,达到抽油机井杆管偏磨诊断的目的。     

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。     

抽油杆柔性减磨器的研制与应用

冀东油田近年来采用多种防偏磨技术并取得一定效果,但大斜度抽油泵井的检泵周期短、作业和材料更换成本增加的问题仍然很严重。通过建立抽油杆杆柱的力学模型进行受力分析研究,用柔性抽油杆取代常规抽油杆可减小杆柱所承受的摩擦力,进而研制了抽油杆柔性减磨器,该工具的上下2部分可以做小角度的相对转动。通过在抽油杆杆柱上加入抽油杆柔性减磨器,使杆柱在运动过程中与油管管柱轴线方向保持一致,减轻了杆管蹩劲现象,减小了抽油杆所受到的摩擦力。现场应用结果表明,该技术应用300 d,偏磨损坏的油管和抽油杆的长度由原先的各200 m分别减少到0.15 m、0 m,大幅度减少抽油机井杆管偏磨及因偏磨导致的检泵作业次数及作业和材料更换费用。     

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。     

有杆泵油润滑防偏磨技术的研究与应用

针对胜坨油田特高含水开发后期 ,抽油机井杆管偏磨、腐蚀加剧等问题 ,研究开发出空心杆油润滑防偏磨技术。其防偏磨工艺中 ,油管和空心杆之间是一充满原油的密闭腔室 ,杆管不会受到采出携砂液的冲蚀 ,其原油能减轻杆管间的摩擦 ,抑制电化学腐蚀的发生。该技术工艺对油井偏磨的治理由过去“抗”偏磨 ,彻底转变到防偏磨 ,对老油田延长油井生产周期 ,提高油田开发经济效益具有积极意义     

高含水原油对D级抽油杆、N80型油管摩擦性能的影响

1. Introduction With the development tail of oilfields in East Chinathe water cut of produced liquid from oil wells is risinggradually. For example, in some oilfields, the water cuis up to 95% (Li and Guo, 2000), which may causepartial friction of the suc…     

连续抽油杆导向扶正装置

针对钢质连续抽油杆在部分高矿化度、高含水油井与油管间的偏磨现象突出,而采用普通抽油杆连接抗磨幅防偏磨技术又无法适应连续抽油杆无接箍和螺纹设计的问题,研制出连续抽油杆导向扶正装置。该装置通过上、下接头连接在偏磨井段的油管柱上,使钢质连续抽油杆与导向扶正装置内导向轮接触,将杆管间的滑动摩擦变为抽油杆与导向轮之间的滚动摩擦,避免抽油杆与油管之间直接接触发生相对运动,达到扶正杆柱和延长钢质连续抽油杆使用寿命的目的。160余口井的试验应用情况表明,该装置下井施工成功率100%,平均检泵周期延长180d,悬点载荷减少12.5%,经济效益和社会效益显著。     

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。     

矿化度含砂量对抽油杆油管偏磨影响及预防措施研究

针对我国东部油田特高含水期抽油杆/油管偏磨这一现象,在实验室的MG—2 0 0高速摩擦磨损实验机上进行了随油井产出液中含砂量以及矿化度的变化,抽油杆/油管的摩擦性能试验。试验表明,随产出液中含砂量以及矿化度的增加,抽油杆/油管的磨损率、摩擦系数增加。     

油管旋转器的研制与应用

在有杆抽油系统中 ,为了防止油管偏磨及抽油杆断脱 ,研制了油管旋转器。它是借助游梁动力 ,利用蜗杆、蜗轮和棘轮等部件 ,驱使油管管柱做近似匀速转动 ,抽油杆接箍与油管内壁的接触面积扩大 ,使油管磨损均匀 ,因而在管内壁上也就不易磨出沟槽 ,以达到防止油管局部偏磨延长免修期的目的 ,同时延长了抽油泵的使用寿命 ,减少了油管结蜡。 5 0口井的应用情况表明 ,这种油管旋转器的防偏磨效果好 ,延长了生产周期 ,且经济效益显著