螺杆泵与抽油杆优选及分析系统

为了优选地面驱动螺杆泵油井的泵及杆参数，开发了地面驱动螺杆泵油井抽油杆系统分析与最优设计系统。建立了螺杆泵、杆柱直径及扶正器间距的优化设计模型。在对螺杆泵进行优选的过程中，可从现有的泵型库中选出最优的一种，并确定出油井的优化产液量、合理的下泵深度及螺杆转速。在对抽油杆进行优化的过程中，又分为两个层次，分别以扶正器数目最少和杆件综合强度(静强度和疲劳强度)最大为目标对系统进行优化设计，利用动态优化的思想进行求解，完成了系统优化设计程序，并已应用于工程实际设计计算，保证了设计的安全性与经济性。     

螺杆泵井抽油杆扶正器结构研究

根据螺杆泵井抽油杆柱受力和旋转运动规律,设计了抽油杆扶正器。该扶正器由扶正器杆体、承磨层、承磨圆筒、支撑件和接箍组成,将其安装在2根抽油杆之间,下入油井的油管内。工作时,旋转的扶正器杆体相当于轴承的转轴,不旋转的承磨圆筒相当于轴瓦,配用高寿命的耐磨材料,从而延长其使用寿命。支撑件不随扶正器旋转,液体流动通道位置固定,能够保持液体流动畅通。现场应用表明,这种扶正器结构简单,安装方便,能对抽油杆起到良好的扶正作用,可有效防止杆管偏磨。     

地面驱动螺杆泵空心抽油杆系统的优化设计

在对实测井眼曲线进行三次样条拟合和对地面驱动螺杆泵杆柱在定向井中受力与变形进行分析的基础上 ,建立了空心抽油杆系统的优化设计模型。模型以杆柱可靠性最佳和扶正器数目最少为优化目标 ,采用分层优化的求解方法 ,第一层次以扶正器数目最少为目标 ;第二层次以杆柱疲劳寿命最长和静强度安全系数最大为目标 ,由井深最大的设计井段向上逐段求解。根据优化设计方法编制了通用设计程序 ,并对某定向井做了优化设计实例计算 ,给出了该井空心抽油杆杆径、杆长、根数及扶正器布置方案     

螺杆泵井抽油杆柱扶正器安放位置设计方法

针对部分学者对抽油杆柱扶正器安放位置优化设计方法大多只考虑某一个影响因素而不能从根本上解决杆管偏磨问题的现状,从井眼曲率、抽油杆柱旋曲、扶正器与杆管柱的间隙、转动惯性等因素入手,采用材料力学中的挠曲线方程和有限元法对杆柱运动状态进行了分析,给出了抽油杆柱扶正器位置的设计方法,从理论上解决了杆管偏磨问题。     

螺杆泵井抽油杆失效原因分析

抽油杆断裂的原因主要有抽油杆热处理质量差、螺杆泵与抽油杆不匹配、抽油杆偏磨等因素;造成抽油杆脱扣的原因主要有抽油杆弹性变形能释放、液体回流影响及产能影响等因素;造成抽油杆撸扣的原因主要有产液对抽油杆螺纹的腐蚀、抽油杆螺纹加工质量差等因素.     

螺杆泵井抽油杆柱校核及下泵深度设计计算

螺杆泵抽油杆柱井下受力情况复杂,依据现有强度校核及杆型选择方法难以得到准确的数据,容易造成浪费和失效现象。在分析实际井况的基础上,依据抽油杆强度校核理论,建立了新的抽油杆选型计算模型,并采用计算机编程计算,得出了精确的强度校核结果。经现场应用检验,该方法较现有计算方法得出的抽油杆选用方案更加经济实用,为螺杆泵井抽油杆的选型提供了有效的计算方法。     

螺杆泵井扭矩分析

1.螺杆泵工作扭矩的影响因素螺杆泵的工作扭矩是指作用在光杆上总的扭矩,它一方面用来举升井下液体,另一方面用于克服定子与转子、抽油杆与井液、扶正器与油管的摩擦。同时,抽油杆转速变化时,还产生瞬间的惯性扭矩,扭矩的大小与举升高度、原油的物性、管柱结构、抽油杆的转速以     

定向井抽油杆扶正器及其间距的设计

介绍了抽油杆扶正器的结构及其设计要点,给出了定向井有杆泵抽油时的扶正器间距计算公式。实践证明,公式的计算结果较为合理,而且抽油杆柱装上扶正器后,既扶正防磨,又有很好的刮蜡、防蜡效果。     

单螺杆泵斜井抽油杆柱运动模型

根据单螺杆泵井的工作特点，对斜井中单螺杆泵抽油杆柱进行受力分析，建立了抽油杆运动模型，利用数值积分方法进行求解。该模型克服了以往运动模型仅适用于直井的缺点，考虑了井斜以及各种横向力的影响，因此更接近抽油杆柱的实际情况。利用该模型可获得井筒中任意部位及螺杆泵处抽油杆扭矩的变化情况。计算实例表明，该数学模型厦其所得解是稳定的。这为螺杆泵井生产系统优化设计、进行工况诊断提供了理论基础。     

定向井抽油杆扶正器

在定向井的有杆泵采油中，由于油井有一定的斜角，而导致抽油杆与油管间的摩擦加剧，使泵的工作状态不佳且使抽油杆磨损加快。从而限制了有杆泵采油装置的使用。     

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效分析与预防措施

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效类型有断杆、脱扣 ,以及抽油杆与接箍联接螺纹剪切破坏等。影响地面驱动单螺杆泵抽油杆失效的主要因素有杆柱安全系数小 ,抽油杆刚度差 ,砂卡及高粘油胶质沉积 ,过载保护不理想及配合螺纹精度低及接箍材料不合格等。提出应改进过载保护系统 ,正确设计抽油杆柱 ,合理选取有关参数 ,进行刚度校核及严把质量关 ,确保螺杆泵系统高效可靠地运行。     

螺杆泵采油井杆柱断脱机理及其对策

造成螺杆泵采油井抽油杆杆柱断裂、脱扣和撸扣的主要原因有杆体外径选择偏小 ,杆体制造或使用过程中产生缺陷 ,堵塞扭矩过大 ,反扭矩大于螺纹联接扭矩以及抽油杆螺纹牙受剪应力过大等。针对上述原因 ,制定了合理选配杆柱 ,加强检测 ,采用专用抽油杆 ,应用无油管采油技术 ,安装防反转装置 ,设置过载保护系统以及加强现场施工管理等技术对策 ,提高了抽油杆柱的可靠性 ,有效地避免了杆柱断脱事故的发生。     

螺杆泵采油用空心抽油杆断脱失效分析

针对螺杆泵采油系统中频繁断杆及断杆部位均在井下泵挂处这一特征，通过机械性能测试及生产制造工艺分析，结合螺杆泵采油工艺特点，对空心抽油杆断脱失效进行了分析，并提出了相应的技术措施。     

电加热空心抽油杆驱动螺杆泵装置

新研制的电加热空心抽油杆驱动螺杆泵装置采用空心杆驱动螺杆泵，抗扭承载能力比相同横截面积的实心杆增大近1倍。通过向空心杆内孔下入整体电缆，经终端器使电缆和空心杆内壁构成回路，利用交流电的集肤效应原理使杆壁发热，进而加热油管内原油，达到防止油管内壁结蜡，增加原油流动性，降低杆柱承受的摩擦扭矩及防止杆柱断脱之目的。试验和应用情况证明，这种装置具有加热段长、加热均匀和加热功率可调等特点，特别适合于开采高粘、高凝和高含蜡原油。     

地面驱动单螺杆泵组合杆柱设计的微元段法

根据地面驱动单螺杆泵工作特点 ,考虑井筒不同深度处流体粘度随温度变化以及井斜角变化对杆柱受力计算的影响 ,提出了螺杆泵采油井组合杆柱设计的微元段法 ,这种方法适合于任意下泵深度。应用第四强度理论计算复合应力和应力利用率 ,根据等强度设计准则 ,可以进行任意级组合杆柱设计。实例计算结果表明 ,理论计算值与实测值误差小于 5 % ,说明该微元段法是可行的。     

液力反馈型空心杆抽油泵的设计

设计的液力反馈型空心杆抽油泵主要由反馈长柱塞、反馈泵筒、出油阀、接箍、旋转装置、工作泵筒、工作柱塞、进油阀等组成。悬点载荷分析表明,这种泵在下行程时,与常规泵相比,增加了杆柱的下行动力而减少了下行阻力,有效地解决了常规泵空心抽油杆采油工艺中空心抽油杆柱下行困难的问题,并可提高抽油泵的泵效,延长空心抽油杆的使用寿命。液力反馈型空心杆抽油泵的应用,可改进空心抽油杆采油工艺,提高采油的整体效率,将对空心抽油杆采油工艺的推广应用起积极作用。     

井下单螺杆抽油泵杆柱受力分析与设计

在井下单螺杆抽油泵系统中，抽油杆柱既传递扭矩又承受轴向载荷，其受力状态与常规抽油系统中的抽油杆柱大不相同。对井下单螺杆抽油泵杆柱进行了受力分析，并建立了杆柱设计与计算的力学模型。提出了井下单螺杆抽油泵杆柱设计的原则和在二向应力状态下等强度组合杆柱设计和计算的方法：为降低杆柱摩阻和油液压头损失，应尽量采用小规格的D级抽油杆，在小规格的抽油杆柱的最大工作应力大于抽油杆的许用应力时再选用大一规格的抽油杆。此方法可利用计算机编程进行杆柱设计与计算，其程序简单易行，适用于现场工程设计计算。最后给出了设计与计算实例。     

套装式抽稠油泵的设计

针对普通抽油泵在稠油井中使用时存在抽油杆柱下行困难的问题,提出一种套装式抽稠油泵。这种抽油泵主要由出油阀、进油阀、大泵筒、小柱塞和柱塞泵筒等组成,具有进排油腔和呼吸腔两个腔室,在抽油机下冲程中抽油杆柱下端产生一个方向向下的液压反馈力,帮助抽油杆柱下行,克服了抽油杆柱下行困难的问题,有效提高抽油泵的有效冲程,延长抽油杆柱寿命。该泵还具有自动卸油、一次管柱注采、正反向洗井和冲砂等多种配套功能,方便于稠油井作业,减轻工人劳动强度。     

柔性抽油杆柱的优化设计及应用

针对柔性抽油杆采油现场应用中需解决的两个关键技术问题 ,建立了抽油杆柱纵向振动的数学模型 ,在此基础上提出了杆柱配比的优化方案。采用遗传优化算法进行优化计算 ,应用VisualBasic语言实施程序优化设计 ,并以辽河油田小 2 2 - 1 4 - 2 8井为例 ,进行了柔性抽油杆柱优化配比设计。优化设计结果与现场实际使用的杆柱配比相差很小 ,这种优化设计方案已在辽河油田试行。