螺杆泵采油系统地面驱动电机功率的计算与选择

针对螺杆泵使用过程中地面驱动电机功率选择偏高或偏低的问题,对启动过程中螺杆泵的运动特点和受力情况进行分析,提出全面计算抽油杆柱负载扭矩及考虑全压启动加速扭矩系数来选用电机的方法.以此建立的电机功率计算模型法与根据泵型经验法或仅考虑抽油杆柱的有功扭矩选取电机方法相比较,得到的电机功率平均降低了21.3%,更符合生产实际要求,发挥了螺杆泵采油系统节能降耗的技术经济优势.     

电磁制动偏置式螺杆泵地面驱动装置研究

针对常规螺杆泵地面驱动装置皮带传动丢转、防反转机构不够安全,以及直驱螺杆泵地面驱动装置转矩不足等问题,对偏置式螺杆泵地面驱动装置进行了研究。该地面驱动装置匹配小功率电机,采用电磁制动防反转机构,使抽油杆反转转矩智能点动释放。分析了螺杆泵在停机时发生反转现象的原因,并利用SolidWorks软件对电磁制动装置的关键部件进行分析计算。结果表明:偏置式螺杆泵地面驱动装置使用安全可靠,能减少由反转造成的抽油杆断脱等事故的发生,提高了工作效率,延长了整机的使用寿命。     

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。     

基于电参数的螺杆泵杆管偏磨预判研究

针对螺杆泵采油中存在的杆管偏磨问题,建立了基于电参数的抽油杆偏磨分析模型。通过模型分析发现:抽油杆扭矩和轴向力的变化都能反映工况的变化;抽油杆扭矩与沉没度正相关,与油管半径负相关;当扭矩和轴向力发生变化时,抽油杆的偏磨程度就会发生变化,该变化会在电流和有功功率参数中反映出来。结合现场故障井数据分析得出:有功功率对工况变化的敏感性强,尤其对中小驱动装置或电机轻载情况,比电流具有更强的反映工况变化的能力;当抽油杆磨断时,电流会有一定程度降低,而有功功率则产生明显突变;含蜡量、转速和沉没度偏高所引起的杆管偏磨监测曲线的变化趋势与基于电参数的抽油杆偏磨模型的分析结果一致。根据研究结果,提出用自动调速功能控制沉没度波动;通过控制系统自动调整螺杆泵转速的方法改变液面深度,使杆管磨损程度大幅度降低;应用自动连续监测方法确定螺杆泵井的合理热洗周期,从而预防含蜡量偏高所引起的杆管偏磨。      

螺杆泵采油工艺的合理应用

经过多年的开发研究 ,螺杆泵形成了有油管和无油管两种采油工艺。螺杆泵采油工艺相关技术参数的确定 ,包括地面驱动装置与泵型的匹配 ;抽油杆的选择 ;螺杆泵系统的优化设计 ;驱动装置的密封 ;防断脱抽油杆 ;空心转子螺杆泵采油技术等。螺杆泵配套技术的应用 ,在解决抽油杆断脱、驱动装置漏油等方面取得了实质性突破 ;在聚合物驱和三元复合驱中的应用均见到良好效果 ,可以作为目前克服抽油杆、油管偏磨的一项替代技术。今后在泵材料开发、泵结构的优化设计、自动控制及工况测试和潜油螺杆泵研制等方面的技术有待完善。     

也谈螺杆泵抽油杆柱的摩擦力矩计算

<正> 地面驱动式螺杆泵在运行时,油管中的原油在旋转着的抽油杆柱表面产生一个摩擦力矩。因为该力矩与原油粘度、杆柱转速、油管内径和抽油杆柱半径等参数有关,并且分布在整个抽油杆柱的表面,所以,在进行抽油杆柱的强度计算,以及考虑电动机传递到螺杆泵上的功率等问题时,必须知道这个力矩的大小。文献[1]在对具体的物理状态作了一些假设之     

小排量螺杆泵及配套技术应用

该项目从以下几方面开展研究工作:1、解决小排量螺杆泵抽油杆断脱问题。针对小排量螺杆泵抽油杆断脱率较高的问题,对小排量螺杆泵专用抽油杆进行调研、评价,确定 2 5双肩直螺纹和 2 5高强度实心抽油杆两种专用抽油杆;对螺杆泵抽油杆进行全井扶正、安装抽油杆防脱器、驱动装置采用液压式防反转和螺杆泵软启动电控柜,解决小排量螺杆泵抽油杆断脱问题。2、螺杆泵井下泵、驱动装置、专用井口的优选定型。针对螺杆泵的生产厂家较多,泵型复杂,部分螺杆泵存在着地面驱动装置漏油,配件互换性差,管理难度大等问题,对螺杆泵井下泵、驱动装置、专用井口…     

螺杆泵采油工艺技术现状

为扩大螺杆泵的应用规模,胜利油田孤岛采油厂逐步引进了1100-16大排量螺杆泵和直驱式螺杆泵采油工艺,配套了高抗扭矩抽油杆和连续杆。在螺杆泵工作参数优选方面,进行了排量和转速的优选,在配套技术方面,进行了油管锚定、抽油杆扶正防脱、泵质量检测、工况诊断及自动保护等方面的研究与应用,改善了大排量螺杆泵的应用效果。     

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。     

共振对螺杆泵井抽油杆偏磨的影响

地面驱动螺杆泵井抽油杆的偏磨是制约螺杆泵应用的主要原因,目前采用的防治方法不能从根本上解决该问题.采用螺杆泵井受力测试仪器对抽油杆进行受力测试,结果表明,当抽油杆的转速达到特定值时,抽油杆会产生横向振动共振,这是造成抽油杆偏磨的动力学因素.当螺杆泵井抽油杆高速旋转时,重心偏移是抽油杆产生横向振动的主要原因.根据地面驱动螺杆泵井抽油杆的现场工作状态,建立了抽油杆横向振动理论模型,分析了横向振动共振的产生条件,即抽油杆的角速度等于横向振动频率,并在此基础上建立了抽油杆的横向振动模型,由横向振动的频率得出避免横向振动共振的抽油杆控制转速,从而解决了螺杆泵井抽油杆偏磨的难题.     

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。     

几种连续抽油杆的分析与比较

文章介绍了国内目前推广使用的几种连续抽油杆，对连续抽油杆和普通抽油杆的分析比较表明，连续抽油杆有着普通抽油杆无法比拟的性能。它可克服普通抽油杆在机械采油中难以解决的问题，尽快地学习、掌握和使用连续抽油杆。对于石油工业的发展有着现实意义和深远意义。     

抽油杆疲劳强度的可靠度计算模型

提出了常规疲劳强度设计方法和API设计方法中存在的参数不合理且无可靠性指标的问题;分析了抽油杆承受的随机工作应力并给出了处理方法;提出了抽油杆疲劳极限分布的确定方法;在已知抽油杆应力、一定应力比下的疲劳强度分布的前提下,得出了抽油杆在任意应力比下的当量疲劳强度分布,并利用应力-强度干涉模型提出了抽油杆疲劳强度的可靠度计算方法.     

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.     

粘弹性流体法向应力对抽油杆偏磨的影响机理

大庆油田实施聚合物驱油以后,出现了抽油杆受力状况恶化、抽油杆柱严重偏磨的现象,为此开展了粘弹性流体水动力学理论和试验研究,得出了粘弹性流体在抽油机井筒内的流动规律及对抽油杆柱法向应力的影响规律,定量测出了粘弹性流体对抽油杆柱的法向应力值和抽油杆柱产生的偏心率.提出了粘弹性流体的法向力是造成抽油机井杆管偏磨的主要原因,建立了法向力作用下抽油杆纵向横向弯曲模型,并提出了抽油杆加扶正器和底部加重的综合防止偏磨措施,应用于大庆油田获得了较好的经济效益.     

表面有横向裂纹的抽油杆寿命估算

应用断裂力学理论和实验结果,讨论了表面有横向裂纹的抽油杆寿命估算中的4类典型问题,为正确分析抽油杆断裂事故的发生提供了依据,也为抽油杆合理安全使用,旧杆再利用的可能性分析及其剩余寿命计算和制订抽油杆检测周期等方面提供参考。     

抽油杆可靠性的评估

根据可靠性理论提出了一些客观反映单根抽油杆和抽油杆柱可靠性水平的指标,用随机理论结合实例确立威布尔分布为抽油杆寿命数据的统计模型,可作为求解抽油杆可靠性指标的依据。同时通过对单根抽油杆和抽油杆柱各项指标的实算分析,得出了对抽油杆进行可靠性评估的结论。     

超高强度抽油杆的疲劳筛选试验

对20CrMo钢超高强度抽油杆的制造工艺进行了试验研究,从中优选出两种工艺方案。按优选工艺生产的超高强度抽油杆的疲劳中值寿命是D级杆的3.49～17.46倍。研究证明,采用我国现有D级抽油杆用钢,选择合理加工工艺,特别是热处理工艺,可以生产超高强度抽油杆。     

抽油杆在深井中的断裂及其预防措施

以中原石油勘探局文留油田抽油杆的断裂统计为基础，分析了抽油杆断裂的特点和原因，就整个抽油杆柱而言，４５．７９％的断裂发生在井下９００～１５００ｍ杆段；就单根抽油杆而言，５０％～８９．８％的断裂发生在抽油杆接头的圆弧过渡区。断裂的原因是抽油杆头部圆弧过渡区断面变化大，加工时镦锻造成加工缺陷和应力集中，使用时这一部分又是不稳定变形的施力点，因此成为抽油杆的易断裂区域。针对这一情况，提出预防措施一是改进抽油杆的结构或加工工艺；二是实现抽油杆使用管理系列化；三是改进抽油杆柱设计。     

采用喷丸强化工艺提高抽油杆的疲劳寿命

在对20CrMoD级抽油杆的小试样和实物试样进行喷丸强化及疲劳试验的基础上,分析了影响喷丸强化效果的因素,提出了适合于抽油杆喷丸的工艺参数。试验表明,喷丸强化可使抽油杆的腐蚀疲劳寿命提高1倍以上。