新型防脱空心抽油杆的研制与应用

近年来 ,地面驱动螺杆泵采油技术在稠油、气油比大以及含砂原油的开采中 ,获得了广泛应用。空心抽油杆因其承受扭矩能力以及抗弯能力都优于实心抽油杆 ,而且可以实施杆内电加热工艺技术 ,成为稠油开发的必选抽油杆。由试验数据可知 ,36mm× 5 5mm空心抽油杆的抗扭能力是2 5 4mm实心抽油杆的2倍。空心杆技术的应用 ,大大提高了地面驱动螺杆泵采油技术在稠油开发中的重要性 ,但现场应用发现 ,空心抽油杆的断脱仍然是造成修井作业的主要原因。现场应用的空心抽油杆 ,一端为抽油杆外螺纹 ,一端为接箍 ,没有任何防脱工艺措施。通过调研了解…     

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。     

抽油机多功能保护器

抽油机多功能保护器具有防偏磨、减震、保护抽油泵、防脱扣、过载自动保护等功能，能使抽油机负荷保持平稳，避免抽油杆疲劳断脱，有效延长油井的检泵井周期。由于该保护器能始终带动抽油杆做单向转动，使抽油杆接头始终处于扭紧状态，可有效避免接箍脱扣造成的停井事故。     

螺杆泵专用抽油杆的改进

螺杆泵专用抽油杆在生产中出现两个突出问题：（1）在运转过程中有时出现牙体断裂故障；（2）抽油杆接箍与油管发生磨擦，会使接箍产生卸扣现象，影响抽油杆的防脱效果。针对上述问题，对原有抽油杆进行改进：（1）改变接头扣型尺寸，由1^3／4英寸变为17／8英寸，增加了牙体外径，由原来的40毫米增加到44毫米，因而承载力臂加大，承载能力提高；（2）杆体两端采用缩径锻造工艺，使牙体壁厚增加，进一步提高了接头的承载能力；（3）采用左旋螺纹加工，消除了原抽油杆在运转过程中因接箍磨擦油管而引起的卸扣隐患。将该抽油杆应用于92口井中，抽油杆断脱率下降近10个百分点。     

螺杆泵专用抽油杆的改进

螺杆泵专用抽油杆在生产中出现两个突出问题：(1)在运转过程中有时出现牙体断裂故障；(2)抽油杆接箍与油管发生磨擦，会使接箍产生卸扣现象，影响抽油杆的防脱效果。针对上述问题，对原有抽油杆进行改进：(1)改变接头扣型尺寸，由1％英寸变为17／8英寸，增加了牙体外径，由原来的40毫米增加到44毫米，因而承载力臂加大，承载能力提高；(2)杆体两端采用缩径锻造工艺，使牙体壁厚增加，进一步提高了接头的承载能力；(3)采用左旋螺纹加工，消除了原抽油杆在运转过程中因接箍磨擦油管而引起的卸扣隐患。将该抽油杆应用于92口井中，抽油杆断脱率下降近1O个百分点。     

镦锻式螺杆泵防脱空心抽油杆的研制与应用

目前，我国螺杆泵采油系统大部分采用普通实心抽油杆或摩擦焊接式空心抽油杆来传递动力。由于扭转强度和刚度以及防脱扣性能达不到使用要求，这两种抽油杆在现场使用中经常发生断脱事故，影响了螺杆泵采油系统的推广应用。镦锻式螺杆防泵脱空心轴油杆的两端都有牙体和叉口，空心抽油杆接头靠互相插入的牙体传递扭矩，有效地解决了抽油杆接头脱扣的问题。经室内试验和现场试验表明，这种空心抽油杆具有良好的综合力学性能和防断脱性能，能够满足螺杆泵采油的要求。     

复合抽油杆悬绳装置的研制

在有杆抽油系统中,为了防止抽油杆偏磨和断脱,研制了复合抽油杆悬绳装置。它借助游梁动力,利用棘轮机构,驱使抽油杆杆柱作匀速间歇旋转运动,使抽油杆及其接箍与油管内壁360°均匀接触,以达到抽油杆均匀磨损的目的。利用液压弹簧和机械弹簧并联作用吸收抽油杆的振动,使抽油杆所受的冲击载荷幅值减小,防止抽油杆断脱,延长抽油杆的寿命。现场应用表明,该装置可延长抽油机井的检修周期,具有广阔的推广应用前景。     

用连续抽油杆代替普通抽油杆的试验

在整个石油企业的抽油装置中,抽油杆公扣和接箍的断脱约占全部抽油杆断脱事故的65—80％。有鉴于此,制造厂和使用部门都曾多方探索消除抽油杆这个先天性缺陷的途径。通常,制造方法或现场操作的每一改进都能延长抽油杆的寿命,例如:在公扣端加工应力减轻槽,滚压螺纹,采用淬硬的接箍,使用动力抽油杆钳,在丝扣油     

侧开式合页空心抽油杆捞筒的研制与应用

由于管杆偏磨、疲劳等造成抽油杆断脱,在抽油井中更严重,使打捞作业频繁。目前的打捞工具适用于实心抽油杆,在打捞空心抽油杆时存在2个问题,成功率低。介绍了侧开式合页空心抽油杆捞筒的结构和工作原理。该工具采用在油管内直接打捞的方式,能打捞各种规格的抽油杆和防脱器,操作简单,作业效率高。     

螺杆泵专用抽油杆试验研究

以往大庆油田螺杆泵井所用抽油杆柱大多都是沿用抽油机井上使用的普通连接结构抽油杆,这种抽油杆适合于上下往复运动,抗拉强度是抽油杆的主要抗力指标。而螺杆泵井所用抽油杆,其主要运动形式为旋转运动,承力方式也由抗拉变成抗扭,使得普通连接结构抽油杆应用在螺杆泵井上以后,经常出现断脱事故。针对这些现象,研制了插接式螺杆泵专用抽油杆和锥螺纹式螺杆泵专用抽油杆。文章介绍了2种结构抽油杆的防断脱原理、优化设计方法、室内检测及在大庆油田的使用情况,并针对现场出现的典型事故进行了分析,提出了相应的改进意见。     

CQ—1200型液压抽油杆钳

针对修井作业中人力上卸抽油杆螺纹效率低,劳动强度大,又不能保证不同规格抽油杆所要求的上扣扭矩等问题,研制了CQ—1200型液压抽油杆钳。这种抽油杆钳由主钳、手动换向阀、液压马达、底钳、弹簧吊筒和调节弹簧等组成。在设计中省掉了转速换挡机构,同时通过改变制动板上压簧螺栓的结构,解决了制动板减薄时腭板滚子爬坡力量不足这一技术难题。介绍了这种抽油杆钳的工作原理、主要技术参数和室内试验情况。现场应用结果表明,采用CQ—1200型液压抽油杆钳可大大减少抽油杆脱扣次数,提高修井质量和修井速度。     

18年来我国抽油杆的科技进步与研制成果

18年来我国抽油杆制造厂由2家发展到27家,年生产能力由200万m提高到2693万m,品种由1种发展到12种;有16家普通抽油杆制造厂获得生产许可证,18家制造厂通过ISO9002或ISO9001认证,5家制造厂获得API会标使用权;抽油杆的质量和数量满足了国内油田原油开采的需要,还出口到11个国家;全国已形成由抽油杆制造厂、油田和19个研究单位组成的高水平抽油杆研制队伍,取得了39项科研成果。为了进一步提高我国抽油杆的研制水平,建议把主要力量放在稳定和提高常规抽油杆的生产技术水平上,研制抽油杆锻造机械手、杆头不旋转加工自动线和接箍加工自动线;加大推广应用空心抽油杆、电加热抽油杆、超高强度抽油杆、非调质钢抽油杆、玻璃钢抽油杆、防腐抽油杆和柔性抽油杆的力度;研制超高强度空心抽油杆、摩擦焊接抽油杆、连续抽油杆、螺杆泵专用空心抽油杆和新型超高强度强韧性抽油杆。     

空心抽油杆驱动螺杆泵应用研究

地面电机驱动井下螺杆泵采油系统中,抽油杆柱易断脱是其薄弱环节。将空心抽油杆与实心抽油杆进行了性能对比和实例计算,由此分析出空心抽油杆在螺杆系井中应用的优越性。通过校核抽油杆强度计算认为,在螺杆泵井中,采用KG36空心抽油杆时安全系数比采用CYG25实心抽油杆提高1倍左右。在采用空心抽油杆时,同步提高抽油杆工具强度,可实现抽油杆柱整体强度的提高。介绍了空心抽油杆在胜利海上埕岛油田螺杆泵井中的应用现状及效果。     

螺杆泵空心抽油杆分段冲砂器的研制及应用

针对河南油田稠油出砂冷采工艺中原油含砂量大、空心抽油杆易被砂埋等特点，设计了空心抽油杆分段冲砂器，解决了空心抽油杆管柱只能洗井不能冲砂的问题，取得了良好的效果。     

D级空心抽油杆疲劳性能试验研究

为考查Ｄ级空心抽油杆不同摩擦焊接工艺性能的可靠性, 采用电测试验应力法测试抽油杆焊接接头的应力集中系数β。在静拉伸条件下进行应变测试, 测得抽油杆焊接接头平均应力集中系数为１－０９１５ , 各应力集中系数分散性较小, 说明摩擦焊接工艺稳定可靠。在ＭＴＳ—８１０材料试验机上做了抽油杆短杆接头的疲劳试验, 采用数理统计方法统计分析Ｄ 级空心抽油杆疲劳性能, 获得Ｄ级杆的Ｐ－ Ｓ－ Ｎ 曲线和疲劳极限图, 求得存活率Ｐ＝ ９９－９ ％ 及对应寿命Ｎ＝ １０７时抽油杆的最大应力水平为２４４－３７ＭＰａ。统计结果表明, 按有关工艺制造的Ｄ级空心抽油杆疲劳强度满足使用要求。     

新型无油管采油装置

国内常用的无油管采油装置在使用过程中易造成泵砂埋或泵下移,影响正常作业。针对这种情况,大港油田新世纪机械制造有限公司研制成功一种新型无油管采油装置,这种装置以空心抽油杆代替实心抽油杆带泵工作并兼作出油流道,还通过一种新型悬挂器将整筒抽油泵固定在套管壁上,提高了抽油泵的工作稳定性。介绍了这种新型采油装置的工作原理和下井工艺以及其关键部件———悬挂防转装置的设计。现场使用情况表明,新型无油管采油装置具有泵效高、投资少及作业方便等优点。     

实心抽油杆套管采油技术研究

无油管采油是近几年来发展的一种新兴采油工艺。针对空心杆采油的不足 ,设计了新型实心抽油杆套管采油工艺 ,这种采油工艺主要由悬挂封隔系统、卡定密封系统、限位系统、扶正减振系统、打捞系统、三防配套系统 (防砂、防气、防蜡 )及杆柱优化系统等组成。介绍了各系统的结构及工作原理。通过现场 8口井的应用 ,表明该工艺达到了设计要求 ,节省了大量油管 ,同时与普通机械采油相同 ,均为上冲程出油 ,且增油效果明显 ,具有良好的推广应用前景     

电加热柔性连续抽油杆动态特性的计算机模拟

根据电加热柔性连续抽油杆的特性、参数及井下基本工况,建立了三级混合抽油杆柱的有限元模型。运用有限元软件对混合杆柱的动态特性进行计算机模拟,得到各关键点位移、速度随时间变化曲线,以及计算机模拟的地面示功图,为抽油机、抽油杆设计和井下故障诊断提供理论依据。与传统电加热空心抽油杆相比,电加热柔性连续抽油杆在降载和节能方面优势显著。