加装减载器的抽油杆柱设计方法研究

减载器可降低抽油机悬点载荷,但改变了抽油杆柱的受力状态,常规的多级抽油杆柱组合已不适用于加装减载器的杆柱组合。考虑减载力的影响,基于静等强度准则,结合减载器处杆柱应力状态,提出了杆柱组合的改进设计方法,并应用当量应力条件对设计杆柱进行强度校核,实现了加装减载器的抽油杆柱设计。现场应用表明:既降低了悬点载荷,又改善了杆柱应力状态,可延长杆柱使用寿命。     

抽油机悬点与抽油杆柱运动协调及临界冲次研究

稠油粘度高,抽油杆柱在井筒流体中运动摩阻大,特别是下冲程,可能会造成抽油杆柱下不去或抽油杆柱滞后于抽油机悬点的运动而产生冲击载荷等,影响油井的正常生产.为此,基于常规游梁式抽油机与宽带式抽油机悬点运动特性及抽油杆柱受力分析,建立了宽带式抽油机悬点运动规律和抽油杆柱在井筒液体中自由下行运动规律的计算模型,分析了悬点运动与抽油杆柱下行运动的协调性,计算了临界冲次.研究结果表明,抽油杆柱在井筒流体中自由下行时,先做变加速运动,当速度增加、下行粘滞力增大到使抽油杆柱受力平衡时,速度达到最大值,开始做匀速运动;等值粘度越小,抽油杆柱达到匀速运动的时间越长,最大下行速度越大;抽油机悬点与抽油杆柱下行运动之间存在临界冲次,当油井生产冲次小于等于临界冲次时,抽油机悬点与抽油杆柱下行运动才能协调;临界冲次随井筒流体粘度的增加而降低,在相同等值粘度的条件下,长冲程、慢冲次有利于抽油机悬点与抽油杆柱下行运动的协调,从而保证稠油的高效开采.     

抽油杆柱振动载荷分析

应用机械振动理论对抽油杆柱的振动载荷进行了分析，其结果表明．由抽油杆柱的振动所引起的附加动载是相当严重的。适当降低抽油机的冲次和加大冲程长度可以有效地降低抽油杆柱的附加动载。     

抽油杆柱悬重节能保护装置现场应用探讨

抽油机深井泵是有杆机械采油的一种专用设备，深井泵下入到油井动液面以下一定深度，通过抽油杆传动抽油机的动力，将地下原油采到地面。抽油杆在传动动力过程中，由于长时间弹性伸缩，产生振动载荷，会导致抽油杆偏磨、断脱。抽油杆柱悬重节能保护装置则有效降低了振动载荷，降低了电能消耗．改善了抽油杆柱及抽油泵的受力状况，延长了油井检泵周期。     

校核组合实心抽油杆柱强度的图解法

在某一给定条件下，对满足抽油杆柱强度要求的关系式进行了讨论．并绘制出了可校核抽油杆柱强度的线性关系图版。该图版可以判断任何三级抽油杆长度组合能否满足抽油杆柱强度要求，也就是直接进行强度校核；也可以求出三级抽油杆中已知两级抽油杆长度情况下第三级抽油杆的最大长度。该图版实现了用平面线性图表表达三级不同规格抽油杆长度的匹配关系，再结合抽油机最大悬点载荷、抽油机曲柄轴所能承受的最大扭矩、油管强度、液面位置等，就可进一步进行管柱结构设计。     

细长抽油杆柱振动特性数值研究

抽油杆柱在悬点位移及油柱负荷激励下,发生周期性振动,如何合理的降低或利用杆柱振动,是抽油机节能降耗的研究热点之一。细长杆柱振动的响应机理研究是解决此问题的关键。根据振动力学理论及有限元理论,建立了抽油杆柱振动力学模型,采用数值方法进行求解,获得抽油杆柱在悬点位移激励及油柱负荷激励下的 响应特性,分析了悬点振动波形的叠加规律,提出了降低悬点载荷及提高泵冲程的关键点。并以改变抽油机冲次为例,分析了抽油泵产生超冲程的规律,为合理利用抽油杆柱的振动,达到节能的目的提供了理论基础。     

带传动抽油机

<正> 美国Jerden工业公司生产了一种带传动(STRAPJACK)抽油机,这种抽油机用高强度聚酯编织带代替传统的游梁举升抽油杆。 这种抽油机的冲程均匀、平稳,减少了光杆峰值载荷和抽油杆振动,可提高抽油杆柱的     

石南21油田抽油光杆上部断脱分析及对策研究

抽油井光杆连接抽油机悬绳器与井下抽油杆柱,承受井下抽油杆柱及液柱载荷,随着抽油机驴头上下往复运动带动井下杆柱及抽油泵活塞上下往复运动,达到抽汲作用。生产实践中,经常发生抽油井光杆上部断脱,造成油气泄露、环境污染等生产事故,严重地影响了油田的正常生产。本文结合石南21油田生产实际,应用自动化监控资料分析抽油井光杆上部断脱原因,提出预防措施。     

稠油开采中抽油杆柱的优化配比设计应用

牛心坨油田是一个高凝稠油油田。在开发初期，抽油杆柱均采用D级杆，Ф25、Ф22、Ф19mm三级抽油杆配比为0．3：0.3：0．4。从1998年开始，随着潜山油藏的开发，抽油泵下深达到2000m，将抽油杆逐步更换为H级高强度抽油杆，但抽油杆柱配比未作调整，造成抽油井负荷增大，断脱增多，能耗增大。为此作业区组织技术人员进行抽油杆柱优化设计，降低抽油机悬点最大载荷，减少抽油杆断脱问题，实现了节能降耗。     

预测抽油井地面示功图的简便方法

在假设抽油机悬点载荷主要受抽油杆柱和液柱的重力、惯性力、摩擦力及井口回压和沉没度等影响的前提下，利用经典的简化计算公式，对上、下冲程开始阶段由于部分载荷在抽油杆柱和管柱间交替转移而引起的抽油杆柱和管柱伸缩过程中的悬点载荷送行线性加权处理，提出了一种可为抽油机动力分析提供较高精度的地面示功图的简便方法。该方法既能全面反映悬点载荷变化规律，运算工作量又小，对抽油机动力参数优化设计和抽油机选型优化设计均具有实用价值。     

应用多节点节能组合技术提高系统效率

针对影响抽油机系统效率的主要因素,开展了井下高效气液分离、降低抽油杆运动阻力、电动机能量补偿和全周期平衡抽油机的技术研究.在抽油泵、抽油杆柱、抽油机电动机和减速箱上,采驭了多节点节能组合技术,提高了抽油机系统效率,降低了举升单耗.为"十二五"期间突破抽油机井应用复合节能措施瓶颈,进一步提高系统效率提供了依据.     

加装减载器的有杆抽油系统数值分析及应用

减载器可通过液压反馈力降低抽油机驴头悬点载荷和抽油杆应力,介绍了加装减载器的有杆抽油系统井下管柱结构。根据系统运动规律和杆柱受力情况,采用有限元法,对系统运动过程进行模拟,精确描述了整个抽油系统的动态特性,模拟结果与实际工况吻合。数值分析技术可使杆柱组合设计更合理,实现了降低悬点载荷、节约生产成本的目标。     

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。     

抽油杆减振器

1.抽油杆减振器的工作原理及特点 （1）工作原理.当抽油机驴头带动抽油杆往复运动时,由于上下行程载荷的大小和方向的变化引起抽油杆柱产生不同程度的振动,这种振动给抽油杆带来附加的冲击载荷,不但增加了载荷,而且会使抽油杆连接螺纹松脱.抽油杆减振器从改善抽油杆受力状态及其工作条件入手,利用液压弹簧和蝶簧“增载压缩,卸载即恢复”的特性,吸收杆柱振动,降低杆柱载面内的应力,减少动载峰值,有效地防止抽油杆断脱,延长抽油杆寿命.同时,增加抽油泵柱塞的冲程,增加抽油泵的产量,由于弹簧的缓冲特性,吸收抽油设备中的冲击载荷.在抽油杆柱上升过程中又慢慢地释放出来,减少了电机的负荷,降低电能的消耗.使用减振器可以缓冲和减小冲击载荷,有效地减少抽油杆断脱的发生.     

小泵深抽工艺的设备选择与配套

针对我国目前亟待开发低渗透和地层能量低油田的实际情况，从选井、工艺要求和作业标准等方面提出了小泵深抽所要求的技术条件。指出选择抽油机、抽油泵、抽油杆柱组合和油管锚定应遵循的原则。认为要实施小泵深抽工艺，应优先采用长冲程、低冲次抽油机；尽量采用小泵径杆式泵；推广应用玻璃钢—钢混合抽油杆柱组合；不断完善油管柱、抽油杆柱的配套工具。     

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。     

抽油泵能量补偿装置对抽油机系统的影响

通过对复合活塞的受力分析，导出安装抽油泵能量补偿装置后抽油机悬点载荷的计算公式，进而对抽油机悬点载荷、曲柄轴净扭矩、电动机实耗功率及抽油机系统效率进行了计算和分析。结果表明，安装抽油泵能量补偿装置后可使抽油机悬点最大载荷下降、悬点最小载荷增加，曲柄轴净扭矩最大值下降、负扭矩减小，电动机实耗功率减少，系统效率提高。指出安装抽油泵能量补偿装置后应对抽油杆下部采取有效扶正措施，防止下冲程时抽油杆柱下部失稳。     

新型抽油机减载器

当减载器工作时,减载活塞的上、下端面分别处在不同的压力系统中,形成的压力差所产生的力作用于减载活塞的下端面,使其产生一个向上的举升力.当抽油机驴头上行时.减载活塞在该举升力的作用下,带动下面的抽油杆柱随同上面的抽油杆柱一起向上运动,从而达到减轻抽油机驴头悬点载荷的目的;减载器在加深泵挂及降低机采系统能耗方面具有较大的优势,加深比例为35%;年累计节电量约19 700 kW·h.     

ROTAFLEX—900胶带式抽油机技术特点及应用

ROTAFLEX— 90 0胶带式抽油机是一种纯机械传动的链条 -胶带式抽油机 ,其最大载荷为 1 59 95kN ,最大冲程为 7 3m ,最低冲次为 0 5min- 1 ;采用长寿命重型胶带给抽油杆柱传递动力 ,其弹性缓冲作用可降低抽油机换向冲击对井下泵及抽油杆柱的不良影响 ,有利于降低峰值载荷、扭矩和电流。这种抽油机换向少 ,减少了冲程损失及管杆泵的磨损 ,从而可提高泵效 ,延长检泵周期。在中原油田的现场使用情况与常规 1 4型抽油机相比 ,产液量和产油量分别增加 49 8%和 48 6% ;采液单耗和采油单耗分别下降 4 4kW·h/t和 1 3 1kW·h/t,节能 1 0 %～ 40 %。     

抽油机载荷随动控制系统的研制及应用

介绍了游梁式抽油机的工作原理,在单周期内抽油机根据井下载荷变化,可自动进行速度的连续调整,仿真模拟人工举升的发力方式,提高了抽油机的排采效率。抽油机载荷随动控制系统采用汇总示功图的方法,分析了抽油机的运行载荷变化曲线,寻找载荷突变尖峰,比较载荷曲线在抽油机上冲程和下冲程的变化形态,在1个排采周期内优化控制抽油机运行速度,降低了抽油杆的弯曲度,提高了有效冲程,降低了抽油机机械冲击,使井下采油泵尽可能多的充满液体,延长了抽油机的使用寿命,达到了增产降耗的目的。