水驱抽油机井杆管偏磨诊断方法的探讨

通过对水驱抽油机井抽油杆柱受力状态的分析,应用抽油杆柱屈曲挠曲微分方程建立杆管偏磨条件,确定杆管偏磨临界压力;应用波动方程把实测悬点示功图转化泵的示功图的方法确定抽油杆轴向分布力和轴向压力。并建立了水驱抽油机井杆管偏磨诊断方法,从而判定杆管是否偏磨和偏磨原因。利用该方法诊断107口井,杆管偏磨诊断符合率达到84.3%,对比分析采取偏磨治理措施生产一个检泵周期的井62口,平均检泵周期延长了239天。     

抽油机井杆管偏磨机理与治理技术

油田抽油机井油管与杆之间的磨损现象日益严重。井斜,管柱结构、杆管组合及工作制度不合理是杆管偏磨的主要原因,另外还与杆管材质、产出流体性质有关。应用材料力学理论探讨了偏磨机理,介绍了滨南采油厂综合治理偏磨的工艺技术及应用效果,对于提高老油田开发效益和采收率具有借鉴意义。     

基于长短时记忆神经网络的抽油机井故障智能预警

准确预测抽油机井故障对油田生产具有重要意义。针对新疆油田某区块抽油机井故障情况,统计了500口油井的生产数据,明确了结垢、结蜡、杆管腐蚀、杆管疲劳、杆管偏磨5种引发抽油机井故障的主要因素;基于长短时记忆神经网络(long short-term memory networks, LSTM),构建了油井故障智能预警模型;筛选出影响油井故障的14种特征参数进行小波降噪处理,借助自适应矩估计算法对模型进行训练与测试。研究结果表明,模型预测准确率为96.81%,能够为油田提供较为准确的抽油机井故障预警信息。     

偏磨井原因分析及治理对策浅析

本文针对A区抽油机井偏磨现状，分析偏磨机理，找出了影响偏磨井增多的主要原因，针对主要原因进行治理，有效的缓解了偏磨的发生。     

油井偏磨机理分析及防治技术

在抽油机井采油过程中,抽油杆与油管偏磨的现象已经成为影响油田正常生产的重要因素之一。近几年来,针对偏磨现象虽然已经采取一些办法,取得一定成效,但尚未真正解决,而且有的井较为严重,在各个油田中较为普遍。生产过程中,抽油杆与油管偏磨的现象不仅损坏装置,而且增加了修井作业次数,减少了油井生产时率,同时还降低产油量,增加采油成本。因而有必要在不断实践中进一步对偏磨井分析研究,以便采取有效治理措施保证其正常生产。因此,对这一问题进行研究有着重要的实际意义和经济效益。     

基于有限元方法的抽油杆管磨损量预测

针对在斜直井、定向井、水平井等井中采取有杆泵采油作业时,由于抽油杆屈曲以及井眼弯曲导致抽油杆严重偏磨的问题,建立了抽油杆动态行为有限元分析方法。利用能量法原理,将抽油杆发生偏磨时产生的摩擦功与金属磨损消耗的能量联系起来,确定了有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测模型,利用有限元分析得到的接触力可以定量分析杆管柱的磨损量。结果表明,有限元方法模拟效果较好,可用于预测井下杆管偏磨情况,对油田采取合理的防偏磨措施具有重要的指导意义。     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比,聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差,杆管偏磨现象严重.通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究.考虑油井举升过程,利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版.以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础,按照不同的流动规律,给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件,并对方程进行求解得到了视粘度模型.应用结果表明,该模型能够提高设计结果的误差精度,为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导.     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

定向井油管二维节点载荷数学模型的建立

基于油管柱在定向井二维空间的受力状态,深入开展了油管柱载荷分析,在充分考虑抽油杆与套管对油管影响（包括接触压力与偏磨）的情况下,建立了油管在二堆空闽的节点或荷计算数学模型,为定向井油管的设计．杆管偏磨．油套管偏磨、油管悬点羲荷的计算和油管断脱分析等提供了理论依据;根据本文计算模型煽制的软件已在油田现场采用,计算结果与实际情况比较符合。     

抽油井井下偏磨原因分析及防治

抽油井的抽油杆、油管偏磨现象在油田开发生产中存在较普遍,且抽油杆偏磨问题比较突出,由于偏磨现象导致油井检泵周期缩短,作业成本增加,本文在对现场倒井资料分析的基础上,分析了影响抽油井管杆偏磨的诸多因素,列出了防治偏磨的一些工艺,为今后抽油井的管杆偏磨治理提供了参考。     

硬质合金/高铬铸铁基复合材料的界面特性及磨损性能研究

以WC-Co硬质合金棒为增强体,采用消失模镶铸工艺制备了硬质合金/高铬铸铁基表层耐磨复合材料,并对其界面微观组织和三体磨料磨损性能进行了研究.通过对界面微观组织的观察发现,由于硬质合金表层的熔解和W、C、Co、Fe、Cr等合金元素的扩散,硬质合金与高铬铸铁界面出现了厚度约为800μm的过渡层,在过渡层中生成了含有W、Co、Fe和Cr元素的碳化物,确保了增强体和基体之间为良好的冶金结合.三体磨料磨损试验结果表明,复合材料的耐磨性是高铬铸铁(热处理态和铸态)的6～8倍,这是因为增强体的高硬度及其与基体间的良好冶金结合,使得复合材料在磨损过程中,增强体对基体起到了有效的保护作用,从而表现出优异的耐磨性能.     

1450热连轧机精轧机组工作辊磨损的计算模型

随着板带轧制技术的发展 ,板形控制技术也不断完善 ,但作为其中一个重要组成部分的轧辊磨损预报模型 ,目前尚无精确的理论模型以资利用。本文从摩擦学原理出发 ,建立了工作辊磨损分布的理论计算模型 ,计算结果与实测数值吻合较好。建立在此基础上的磨损预报模型为板形控制模型提供了可靠的依据。     

钻井机器人偏心流道冲蚀实验及数值模拟研究

为解决大位移水平井连续油管钻井管柱屈曲的难题,提出了钻井液驱动的“钻井机器人+动力钻具”的连续油管钻井新方法。依据机器人外形尺寸、水力压耗、内部结构、加工制造等优化设计出了三段式偏心圆流道结构。提出了三段式偏心圆流道冲蚀分析方法,首先,建立了钻井机器人三段式偏心圆流道流固耦合冲蚀数值模型,分析了粒径参数、速度参数等对冲蚀速率的影响规律;其次,开展了钻井机器人偏心流道冲蚀实验,校准了钻井机器人三段式偏心圆流道流固耦合冲蚀数值模型;基于此进一步开展了钻井机器人三段式偏心圆流道数值仿真研究。研究表明,钻井机器人三段式偏心圆流道最佳倾角为5°,当流道壁厚5 mm时,偏心流道寿命超过300 h,满足一般井下工具的工作寿命要求;流道主要冲蚀点位置和冲蚀形态数值仿真与实验基本符合。研究为钻井机器人结构设计及工程化应用提供了理论依据,对促进连续油管钻井技术在大位移水平井的推广及应用具有重要的意义。     

环空加砂压裂管柱流体压降分析及现场应用

连续油管(CT)水力喷射压裂技术是提高低渗透油藏开发效率的一种重要手段。选择压裂作业连续油管时需要考虑连续油管及套管的强度及尺寸,不仅要保证压裂施工作业过程中管柱结构安全可靠,而且还要保证压裂施工中高压力、大排量要求。环空喷射压裂作业就是为了满足现场施工大排量而采取的一种有效措施,然而,增大环空排量会增加环空流体摩阻压降,摩阻压降又会直接影响地面设备选择、以及井下压裂作业成功与否。因此,针对连续油管水力喷射压裂环空流的流动特点,通过理论分析及现场数据回归的方法开展连续油管环空喷砂压裂环空流体压降分析,主要研究内容包括:连续油管偏心、流体流变参数对压裂液环空流压降规律研究。分析结果表明:连续油管偏心降低了环空流体摩阻压降,且影响明显;流变指数及压裂管柱尺寸增加,油套环空流体摩阻压降增加;压裂液环空流压降为清水压降的36%,根据校正Gallego F理论模型可以准确预测压裂液环空流压降梯度变化规律。研究成果可为连续油管环空压裂施工及设计提供理论指导。     

轴向柱塞泵配流副低压区织构化试验研究

摘要为研究低压区织构化轴向柱塞泵配流副的摩擦磨损性能,设计了配流副的摩擦磨损试验机,对织构化配流副进行了试验研究,并与无织构配流副的摩擦磨损情况进行对比．研究结果表明：低压区织构化的配流副能够有效减小摩擦系数,最大减摩率可达29．11％;低压区织构化的配流副比无织构的平均磨损体积要小,且整个摩擦面磨损较为均匀,降低了配流副的偏磨．初步磨损试验表明：平均磨损体积量对表面织构面积率和直径较为敏感,最小平均磨损体积量出现在微凹坑直径100~200μm范围内．     

Wear Debris Analysis： Fundamental Principle of Wear-Graphy

A new wear-graphy technology was developed, which can simultaneously identify the shape and composition of wear debris, for both metals and non-metals. The fundamental principles of the wear-graphy system and its wear-gram system are discussed here. A method was developed to distribute wear debris on a slide uniformly to reduce overlapping of wear debris while smearing. The composition identification analyzes the wear debris using the scanning electron microscope (SEM) energy spectrum, infrared-thermal imaging and X-ray imaging technology. A wear debris analysis system based on database techniques is demonstrated, and a visible digitized wear-gram is acquired based on the information of wear debris with image collection and processing of the wear debris. The method gives the morphological characteristics of the wear debris, material composition identification of the wear debris, intelligent recognition of the wear debris,and storage and management of wear debris information.     

微齿轮齿面磨损行为及仿真分析

微型齿轮作为微机电系统(MEMS)的关键零部件,齿面磨损是影响其服役性能及失效形式的主要因素之一。为了研究微齿轮齿面磨损机理,基于Archard磨损理论,利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格技术,建立了微齿轮齿面磨损有限元分析模型,得到了不同啮合周期下的齿面磨损分布规律,并进行了试验验证。基于构建的有限元模型,考虑主、从齿面磨损的相互作用,分析了不同材料性能(弹性模量)及材料配对方式对齿面磨损分布及大小的影响。研究结果表明,微齿轮齿面磨损最严重的地方发生在靠近齿根的基圆附近,齿顶附近磨损较轻;与材料性能相比,不同材料配对对微齿轮磨损大小影响更显著。     

A View on Wear Mechanism of Metallic Card Clothing

The wear mechanism of metallic card clothing, used in textile industry, was analyzed. A fast wear test for metallic card clothing racks was developed, which was used as collecting the wear metal particles. The failure type of card clothing was analyzed by the mean of scanning electron microscopy （SEM） and ferro-spectrum technology. The results show that the main wear mechanism of metallic card clothing is low load and high repetition interval fatigue wear caused by friction force between fiber and metal wire teeth. The appropriate quenching microstructure, which improves the wear resistance of the metallic card clothing rack is also discussed.