深井采油设备的技术进展

综述了目前国内外深井采油使用游梁式抽油机－玻璃钢抽油杆系统的技术进展，尤其是玻璃钢抽油杆的制造和使用情况．指出玻璃钢抽油杆是用游梁式抽油系统进行深井采油的关键部件，并建议我国应对深井采油中使用的混合杆柱进行系统的运动学、动力学研究及杆柱的可靠性设计研究，大力推广油管锚定技术．     

基于Visual Basic编程的深井有杆泵设计

针对西部油田井深、温度和压力高的特点,展开深井有杆泵采油技术研究。研究过程中用实际井温度压力数据对温度压力模型进行对比,选择合适的深井温度压力计算方法。杆柱设计过程中考虑深井中常用玻璃钢杆柱的情况,针对深井载荷较大的特点,以整体杆柱质量最轻为第一目标,结合Visual Basic编程手段,提出一套深井有杆泵程序设计方法;并对现场深井进行有杆泵优化设计。结果表明:设计方案与实际生产数据相比,能使载荷明显减小,满足深井生产要求,为深井有杆泵设计提供方便。     

旋转抽油杆柱扭转振动固有频率分析

在对旋转抽油杆柱的扭转振动分析的基础上，给出了各阶扭转振动固有特性参数的计算式。实例计算结果表明：螺杆泵采油系统在700－1800m的正常下泵深度时，常用的单级和二级抽油杆柱的前五阶扭转振动固有频率在26－608r/min，覆盖了螺杆泵采油系统的工作转速区（65－350r/min），这完全不同于有杆泵采油系统。指出：在选定螺杆泵采油系统的工作转速时，应将杆柱的前五阶扭转振动固有频率对应的转速作为约束条件，以避开该转速范围；对于级次杆柱的高阶固有频率，由于其频率相对单级杆柱的增减幅值在2.1%-5.2%之间，可近似按单级杆柱考虑。文中提供的数据可以直接指导螺杆泵采油系统在杆柱组合与系统转速的匹配。     

用玻璃钢抽油杆改善大泵强采抽油系统的工况

以混合杆柱波动方程的求解为手段,分析玻璃钢抽油杆用于大泵强采抽油系统的载荷情况,讨论这类杆柱对油井产量、悬点载荷、杆柱载荷、减速箱扭矩、光杆马力以及水马力的影响,提出用混合杆柱组合可以较好的解决大泵强采中悬点载荷和曲柄扭矩超载的问题．同时,专门对混合杆柱的超行程进行了讨论,指出该杆柱组合选择得当则能发挥玻璃钢抽油杆产生超行程的长处,克服杆柱变形引起的冲程损失,确保油井产液量．还给出了一种与波动方程差分格式具有同级精度的泵处边界条件差分格式．     

旋转抽油杆柱扭转振动固有频率分析

在对旋转抽油杆柱的扭转振动分析的基础上 ,给出了各阶扭转振动固有特性参数的计算式 .实例计算结果表明 :螺杆泵采油系统在 70 0～ 1 80 0 m的正常下泵深度时 ,常用的单级和二级抽油杆柱的前五阶扭转振动固有频率在 2 6～ 6 0 8r/min,覆盖了螺杆泵采油系统的工作转速区 (6 5～3 5 0 r/min) ,这完全不同于有杆泵采油系统 .指出 :在选定螺杆泵采油系统的工作转速时 ,应将杆柱的前五阶扭转振动固有频率对应的转速作为约束条件 ,以避开该转速范围 ;对于级次杆柱的高阶固有频率 ,由于其频率相对单级杆柱的增减幅值在 2 .1 %～ 5 .2 %之间 ,可近似按单级杆柱考虑 .文中提供的数据可以直接指导螺杆泵采油系统的杆柱组合与系统转速的匹配     

加装减载器的抽油系统杆柱设计及节能分析

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,实现节能采油和小泵深抽。根据静等强度设计准则,对抽油杆杆柱设计线性方程进行改进,使抽油杆杆柱组合的设计计算更加合理,进一步降低悬点载荷,提高抽油杆及地面设备的使用寿命,节约生产成本。     

深井有杆泵采油减载技术及杆柱设计研究

针对深井采油的难题,提出了将空心杆、减载器与小直径泵进行组合应用,以悬点最大载荷取最小值为目标的复合杆柱设计方法,建立了复合杆柱-减载器-小直径泵模型,并给出了确定混合杆柱组合比例及减载器安装位置的方法。根据模型编制设计程序,通过对现场油井进行优化设计试验,验证了复合杆柱设计方法在满足深井实际生产需求的同时可使悬点载荷明显降低。     

铝合金抽油杆柱深抽的初步研究

机抽井深抽是恢复油井产量行之有效的措施,为解决钢质杆深抽时驴头负荷、曲柄扭矩和杆柱应力过大的问题,我国西部某油田提出了使用铝合金抽油杆的设想。本主根据抽油杆柱设计理论导出了深抽杆柱各级下入深度的公式;对不同工艺参数配合下的计算结果进行了对比分析,对铝合金抽油杆柱用于深抽的可行性进行了初步研究。     

游梁式抽油机工作系统计算机仿真分析

针对游梁式抽油机占据着有杆泵采油地面设备的主导地位,但其能耗高一直制约着石油工业的发展的实际,开展了优化游梁式抽油机结构、对游梁式抽油机进行节能改造的研究,成功实现了对游梁式抽油机工作系统的仿真分析。利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK,对游梁式抽油机的3个系统模块,包括原动机、减速器与抽油机主体分别进行建模,进而建立了曲柄平衡游梁式抽油机系统的计算机仿真模型。通过实例的仿真结果与实测数据的对比分析,验证了仿真模型的正确性和合理性,为抽油机节能改造提供了理论依据及实验研究模型。     

故障工况下有杆泵采油系统运行特性及示功图研究

根据井液进出泵筒速度及泵筒内井液压力变化规律分别建立正常工况、气体影响、漏失影响和供液不足等工况下的泵阀运行特性模型,并与杆管液动力学模型进行耦合,形成故障工况下有杆泵采油系统的仿真模型及对故障工况下的有杆泵采油系统运动特性的仿真分析。结果表明:仿真结果与现场实测地面示功图具有良好的一致性且预测产液量平均误差低于6%,验证了故障仿真模型的准确性;碳纤维混合杆柱相对于钢杆采油系统示功图载荷绝对值较小,加载和卸载线较长,谐波个数较少且平滑;气体影响、游动阀漏失会减小加载完成时抽油杆柱的谐振,供液不足、气体影响和固定阀漏失会加剧卸载完成时抽油杆柱的谐振;基于该故障仿真模型可获得碳纤维抽油杆等新型抽油杆故障工况下的示功图图库。     

稀油井区螺杆泵采油工艺技术研究

通过对螺杆泵结构及原理的研究,结合油井生产条件,选择适合螺杆泵采油工艺的油井,利用专业优化软件进行螺杆泵采油工艺设计。根据油井流入动态分析和实际生产情况,确定油井的实际供排关系,以选择螺杆泵的排量范围和型号,进行抽油杆、驱动装置和井下举升系统的配套优化设计,经过现场实测螺杆泵采油工艺与抽油机采油工艺的能耗数据对比,油井供排关系和举升系统都能正常运行。阐述了螺杆泵采油技术节能降耗效果,为深井中质油开发提供了一种可行途径,对油田开发生产有着重要的现实意义。     

深井采油技术减载效果对比研究

针对深井有杆泵采油中存在如何降低悬点负荷的问题,开展了深井有杆泵减载技术研究,通过分析玻璃钢混
合杆和深抽减载装置的减载原理,结合实例计算对比分析两种减载技术的减载效果,并采用了悬点最大载荷与最小载
荷之差计算扭矩的方法,研究了两种减载技术的节能效果。结果表明：玻璃钢混合杆减载技术能减小悬点最大载荷达
40.6%,深抽减载装置减载技术平均降低悬点最大载荷22.8%,两种减载技术减载效果都比较明显。玻璃钢混合杆具
有一定的节能效果,而认为深抽减载装置具有节能性的观点值得商榷。这将为深井采油中深抽减载方法选择提供一
定的理论指导。     

旋转级次抽油杆柱动力学模型及其差分方程

建立了直井中用于驱动井下螺杆泵的旋转级次抽油杆柱扭轩扭转动力学分析模型,推导出了该模型的一种有限差分方程,并给出了方程的收敛条件,模型中利用了级次抽油杆柱联结处扭矩及转角连续条件和转角的泰勒级数开展式,使该差分方程适合于级次抽油杆柱组合的情况。这种模型及其差分方程配以一定的定解条件后,不仅可用于地面驱动螺杆泵抽油系统的杆柱组合优化设计、行为预测,也可用于该系统的工况诊断以及杆柱强度校核。     

耐温型碳纤维拉挤复合材料连续抽油杆的制备和性能研究

针对国内石油开采的抽油杆长期耐温使用的需要，研究了4种不同树脂基体的碳纤维拉挤复合材料的抽油杆样品，采用DSC分析了4种树脂基体的固化特征，通过力学性能和动态热机械分析了所得的4种碳纤维抽油杆样品的力学性能和耐热性能，并初步进行了碳纤维抽油杆的动态服役和实验室模拟的介质腐蚀静态实验。结果表明：制备的，种具有不同耐热等级的碳纤维抽油杆，可满足国内深井和超深井石油开采的抽油杆的耐温要求，具有良好的力学和耐温性能。     

游梁式抽油机使用中的节能问题分析

游梁式抽油机具有结构简单、皮实耐用的优点,无论是国内油田还是国外油田都在人工举升采油设备方面占有绝对主力地位,但是也有钢材消耗量大、能耗高等缺点。研究了游梁式抽油机使用中的节能问题,对于节能降耗,提高油田的经济效益具有重要的意义。     

玻璃钢抽油杆疲劳性能的灰色预测

应用灰色系统理论对玻璃钢抽油杆的疲劳性能进行研究，建立了不同交变应力与对数循环次数之间的生成函数。     

玻璃钢抽油杆模拟缺陷微波无损检测信号的计算机分析

玻璃钢抽油杆由于其重量轻、弹性好、抗腐蚀等明显优点在世界各产油国得到飞速发展.但由于无法对玻璃钢抽油杆的缺陷进行科学的检测,降低了抽油杆的工作可靠性,限制了玻璃钢抽油杆的应用.本文使用反射法对玻璃钢杆的气孔缺陷进行检测,并进行计算机分析.对特征参数和气孔体积作回归分析.通过回归分析,发现缺陷信号波峰面积和气孔体积成正比关系,应用到其它杆件中,得出的结果与实际气孔的体积的相对误差在6%以内.     

空心抽油杆开式热水循环采油工艺理论分析

空心抽油杆开式热水循环——掺热水采油工艺在大港枣园油田高粘高凝油开采中已获得成功应用.该工艺具有井筒结构简单、施工方便、加热效率高等优点.本文通过传热学和水动力学分析,揭示了掺水参数和空心抽油杆尺寸对掺水加热效果的影响,给出了它们的确定原则和方法.给定掺水压力上限后.通过计算机优化设计可求出满足井筒加热要求的掺水量和掺水温度.研究表明,采用较细的空心抽油杆可改善井筒加热效果,降低杆柱成本.     

抽油机的节能措施研究

有杆泵式机械采油使用范围广,投放数量多,且游梁式抽油机存在能耗大,效率低的问题,随着油田的进一步地开发和电价的不断上调,采油成本在不断提高,如何降低抽油机的能耗,已引起国内外众多石油机械工作者的高度重视,开展对抽油机节能技术的研究,对于我国石油工业的发展具有重要的现实意义和深远影响。针对抽油机的结构特点及节能评价指标,采取不同的节能措施。     

钢丝绳抽油系统的行为预测

对钢丝强连续抽油杆采油系统的行为预测技术进行了研究，指出在钢丝强进行过预拉及锻打工艺处理后，该系统的行为预测可按有杆抽油系统的预测方法进行，给出了该采油系统的行为预测模型。通过实例分析，指出下部加重杆的配置原则是：在确保下行程正常的前提下，尽可能采用大直径加重杆，以减少钢杆数量，提高作业效率，而且在这种情况下泵的超行程易于形成，在产量，节能及减小系统载荷等方面均处于较优工作状况；避免使用小杆径加重杆，从而减少钢杆根数。