碳纤维复合材料连续抽油杆的特点及应用前景

碳纤维复合材料连续抽油杆的外形呈带状 ,横截面为矩形 (通常的尺寸为 36 83mm× 5 38mm) ,长度可达 915m以上 ,中间没有接箍 ,仅两端各有一个钢接头 ,可缠绕到直径为3 0 5m、宽为 0 15m的滚筒上。它具有密度小、弹性较好、耐腐蚀、抗疲劳性能好、活塞效应小、起下作业速度快等优点 ;同时存在两端部与钢接头连接部位的疲劳强度较低、最大工作温度仅为 6 0℃、不能受压缩应力、不耐磨和价格较贵的缺点。合理利用碳纤维复合材料连续抽油杆 ,可达到增产、节电、延长检泵周期、降低采油成本的目的。它扩大了有杆泵抽油系统的应用范围 ,可用于高含水油井、深井、超深井和腐蚀井的原油开采 ,具有广阔的应用前景。     

碳纤维复合材料柔性连续抽油杆开发及应用

碳纤维柔性连续抽油杆选用高性能碳纤维 ,以环氧树脂胶液为基体材料 ,添加一定配比的固化剂、促进剂和脱模剂 ,采用拉挤成型工艺制成 ,其开发的关键技术是连续成型、连接接头和安全保险装置。现场应用试验表明 ,TXC— 1、TXC— 2、TXC— 3三种规格的碳纤维柔性连续抽油杆能可靠应用于泵挂深度分别为 12 0 0、 180 0、 30 0 0m的直井和斜井中 ,实测比钢抽油杆节电 ,日产油量提高 。节能增产效果显著。     

碳纤维复合材料抽油杆应用技术进展

碳纤维复合材料抽油杆是近几年来兴起的一种新型柔性抽油杆,具有轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳及结构功能一体化等优异性能,成为解决传统抽油杆失效问题很有发展前途的重要方法之一.文章综述了碳纤维复合材料抽油杆的性能、应用技术及其进展情况,简要叙述了前期应用失效的原因.文章认为,碳纤维复合材料抽油杆配套设备开发与应用属于一项系统工程,重点应放在作业车和配套采油工艺的研究上,应用技术开发是制约碳纤维复合材料抽油杆大规模推广的亟待解决的问题.     

碳纤维复合材料柔性抽油杆技术性能及应用

由山东大学碳纤维工程技术研究中心研制的碳纤维复合材料柔性抽油杆呈带状 ,截面公称尺寸为 32mm× 3 84mm ,抗拉强度是普通钢抽油杆的 3～ 5倍 ,具有优良的耐腐蚀和抗疲劳性能 ,在 80～ 10 0℃温度下工作 ,其寿命可达 10a。这种抽油杆采用专用接头以楔形槽的方式与加重杆连接 ,牢固可靠 ,可满足 10 0 0～ 2 0 0 0m不同井深的需要。在胜利油田现河采油厂 4口井的现场试验表明 ,单井日产液量平均提高 4～ 8t/d ,泵效平均提高 2 4 % ,经济效益显著。     

钢结构连续抽油杆技术特点及应用

传统的有杆抽油系统只适用于浅井和中深井 ,不适用于深井和大排量抽油井。采用可靠性更高的长冲程、低冲次ROTAFLEX胶带抽油机 ,配合使用钢结构连续抽油杆和杆式井下泵 ,可实现有杆抽油系统在深井、稠油井和斜井中的应用。钢结构连续抽油杆具有减缓杆管磨损 ,减小杆柱应力 ,降低减速器扭矩 ,减少停工时间和增加油井产量等诸多特点。与钢丝绳连续抽油杆相比 ,也有较大优势。中原和胜利油田的使用情况表明 ,应用钢结构连续抽油杆新技术、新工艺后 ,抽油系统更加稳定可靠 ,效率更高 ,具有广阔的应用前景。     

碳纤维复合柔性连续抽油杆性能及矿场应用

目前国内外应用最广泛的有杆泵深抽技术中，普通钢杆由于重量、强度等性能影响，难以满足实际生产的需要。新开发研制的碳纤维复合柔性连续抽油杆克服了普通钢杆的缺点，能够满足低渗油田小泵深抽技术的要求。矿场应用表明，这种新型抽油杆具有强度高、重量轻、抗疲劳性好、耐腐蚀、作业方便的特点。在合理放大生产压差，提高油井产量的同时，达到了高效、节能的效果，具有十分广泛的推广应用价值。     

碳纤维连续抽油杆夹持技术

碳纤维连续抽油杆(简称碳纤维杆)具有质量轻、抗拉强度高和抗腐蚀性强等优点,用于深井、超深井和腐蚀性油井可大大降低能耗、提高采油效率,但是由于碳纤维杆的抗剪能力差、表面摩擦因数低,已有的碳纤维杆夹持系统提升力不足、伤杆断杆等问题突出,大大影响了碳纤维杆技术的推广应用。为了解决碳纤维杆的夹持难题,开展了碳纤维杆的基础性能评价、夹持摩擦副材料开发、表面结构及介质影响配套夹持系统试验等方面的研究工作。通过试验对比研究,优选了碳纤维杆的夹持摩擦副材料和夹持表面结构形式,提高了对碳纤维杆夹持的提升力和可靠性;结合碳纤维杆作业机注入头夹持系统非对称运动的特性,优化了夹持块的结构,并对夹持块切入角部位采用软合金材料,解决了碳纤维杆夹持时存在的错位夹持块弯折咬杆和注入头运转时的切入角磕碰伤杆问题。配套作业机注入头形成的碳纤维杆无损伤夹持技术,为碳纤维杆技术在油田的推广应用奠定了基础。     

碳纤维连续抽油杆振动分析

碳纤维连续抽油杆具有强度高、耐疲劳、质量轻、耐腐蚀等优点,在石油机械领域应用广泛。但是,其特殊的结构导致在作业过程中产生振动,无法用传统钢制抽油杆的振动方法进行计算分析。通过重新构建碳纤维抽油杆的结构模型,求解微分方程、分析阻尼影响及作业过程中碳纤维连续抽油杆在两种边界条件下的振动特性,得出在阻尼强制振动的情况下相位差的区间范围及相位频率曲线的变化趋势,得到了碳纤维连续抽油杆的振动方程,并提出了其共振条件。此算法可以用于分析碳纤维连续抽油杆的振动,对于碳纤维抽油杆的应用提供帮助。     

新型碳纤维连续柔性抽油杆技术的应用

通过抽油机更换新型碳纤维连续柔性抽油杆,在系统效率较低井上试验2口井,平均有功功率降低44%,在高产液需换机换泵井上应用,试验后悬点最大载荷较使用钢制抽油杆降低了24%,实现了6型机带动Φ70 mm抽油泵。经现场试验验证,新型碳纤维抽油杆具有质轻、耐磨、节能降耗的技术优势。     

连续抽油杆的特点及其应用

<正> 连续抽油杆,顾名思义,它是在专用生产线上加工成的具有特定形状、没有接头的抽油杆。其长度可以根据下井深度随意选定。自从60年代末期问世以来,已先后在加拿大、苏联、美国、委内瑞拉及我国大庆油田得到应用。现就连续抽油杆的特点及应用情况作一简要阐述。     

碳纤维连续抽油杆的应用现状及研究方向

介绍了国内碳纤维连续抽油杆采油系统在机械采油工艺中的应用,重点综述了国内这种采油系统的应用现状及其发展方向,阐述了更广泛地开展这种采油系统配套技术理论和应用研究的必要性。针对目前我国应用该项技术的现状,指出开展研究工作的重点应放在以下几方面:(1)碳纤维杆的制造和服役性能研究;(2)碳纤维杆生产质量监测与控制技术;(3)碳纤维杆与油井的适应性评价研究;(4)碳纤维杆采油井工况监测与控制技术研究;(5)碳纤维杆采油系统配套采油工艺技术研究;(6)碳纤维杆采油工艺配套设备与工具开发。     

碳纤维连续抽油杆作业车的研制

研制了一种将杆柱起升（下放）与杆柱缠绕分别驱动的新型碳纤维连续抽油杆作业车。这种作业车采用全液压控制，引入了智能控制技术进行作业过程的监控，包括作业参数（悬重、杆长等）数字化测量显示、扶正器安装位置自动控制、安全操作自动报警等，针对作业车对中井口难的实际情况，将起升（下放）装置和缠绕盘设计成可移动式；其主要特点是：起升（下放）载荷能力大，起升（下放）作业时杆柱受力状况改善，杆柱缠绕盘负载扭矩大幅降低，作业过程自动化程度高、速度快，设备对井场环境的适应性强，易损件少，便于维修，兼顾杆的运输和作业两项功能，减少设备投资，持续作业时间长。     

柔性连续碳纤维抽油杆应用软件开发

本文以简易公式法为理论依据,在充分考虑油管回压的基础上,结合柔性连续碳纤维抽油杆的具体特性,并运用计算机编程技术,编制出了一套碳纤维—钢混合抽油杆应用设计软件。通过输入油井工况数据,利用该软件可有效设计出配重杆的规格及长度等施工数据,并能预测产液量,同时所有信息都能及时存放到各自对应的数据库中。现场应用表明,该软件具有较高的精度,能够满足工程需要。     

碳纤维连续抽油杆在纯梁油田的应用

碳纤维连续抽油杆与普通抽油杆相比具有质量轻、弹性好、抗腐蚀、耐疲劳等优点。纯梁油田针对有杆泵采油井动液面深以及传统有杆泵采油工艺的不足(如泵挂浅、泵效低等)，提出应用碳纤维连续抽油杆来加深泵挂，达到提高泵效、降低能耗的目的。该油田10口油井应用了碳纤维连续抽油杆，其中6口老井的应用情况表明，泵挂得到了加深，抽油机悬点载荷平均下降47．5％。电机电流平均减少34％，累计增油6324t。     

碳纤维连续抽油杆在文留油田的节能应用

针对金属抽油杆存在的下深受限、易腐蚀、能耗高、检泵周期短,以及老油田含水率高、腐蚀严重等问题,引进碳纤维连续抽油杆节能技术。实践证明,碳纤维杆能有效地解决传统钢杆存在的问题,实现低产低能低含水抽油井超深抽提液,达到节能降耗、提液增产、延长检泵周期的目的。2018年在文留采油厂成功应用8口井,平均泵挂加深420m,最大悬载降低20KN,功图明显改善,日节电454kW·h,日增油0.45t,累计节电77634kW·h,累计增油78.8t。     

碳纤维复合材料抽油杆瞬态动力学分析

针对碳纤维复合材料连续抽油杆的结构和工作状态,用ANSYS建立了其瞬态动力学模型。采用Shell 181单元对模型进行描述,通过Full法对模型进行瞬态动力学分析。数值模型固有频率与理论值相对误差小于5%,验证了模型的准确性。数值分析结果表明,冲次大小对悬点最大载荷的变化影响较大,而对泵行程的影响不是很明显;冲程长度和抽油杆厚度对抽油杆悬点的最大速度和加速度有影响,当冲程长度大于4.5m时,要考虑抽油杆厚度变化对悬点运动的影响。     

新型碳纤维连续抽油杆作业机的研制

针对现有碳纤维连续抽油杆起下装置提升遇卡时无法完成作业、不能完全固定使得碳纤维连续抽油杆在井筒内晃动而造成偏磨,上方和下方均无限位造成碳纤维杆夹持不稳或夹持位置不准等问题,研制了新型碳纤维连续抽油杆作业机,并研究形成了碳纤维杆夹持、缠绕排杆及防偏磨刮泥等关键技术。该作业机为两车装结构形式,运移快速,成本低,适用范围广;整机系统集成化程度高,操控性能好,响应速度快,安全快捷;各部件性能符合设计要求,实现了碳纤维连续抽油杆的可靠夹持和整齐排杆。现场应用结果表明:新型碳纤维连续抽油杆作业机运转正常,高速起下、不伤杆、不偏磨;可以降低抽油井能耗,提高抽油效率,具有广阔的应用前景。     

酚醛树脂基碳纤维连续抽油杆特性研究

为了克服普通碳纤维连续抽油杆在深井中不耐腐蚀的缺陷 ,开发了以改性的酚醛树脂为基体的碳纤维连续抽油杆。与环氧树脂基和乙烯基酯树脂基碳纤维连续抽油杆在耐腐蚀性能和力学性能方面的对比试验表明 :(1)酚醛树脂基碳纤维杆比另两种碳纤维杆的拉伸强度和抗疲劳强度稍低 ,但可满足油田要求 ,通过对碳纤维表面的处理和对酚醛树脂固化体系的适当调整可加以改进。 (2 )酚醛树脂基碳纤维杆的强度高 ,其韧性不如另两种碳纤维杆 ,由于难以同时获得较高强度和良好韧性 ,只能根据需要在强度和韧性之间选取一最佳值。 (3)酚醛树脂纤维杆交联密度高 ,耐腐蚀性能相对也高 ,特别适用于高温、高腐蚀性的深井 (30 0 0m以深 )原油开采的要求     

碳纤维连续抽油杆采油配套工具研究

碳纤维抽油杆采油工艺技术是近年来形成的一项新的采油技术,利用碳纤维抽油杆的重量轻、耐腐蚀、液流阻力小等优点,实现抽油系统节能降耗、防腐防断、提高泵效、降低投入的目的。作为一种新型采油工艺技术,施工及生产中需要配套各种设备及工具,从技术工艺原理、配套设备及工具、应用效果、结论认识等方面作介绍。