稠油定向井加重杆及扶正器优化设计

定向井由于受到井身轨迹的影响,在实施有杆泵抽油时,会发生严重的偏磨现象,合理的加重杆及扶正器设计,成为定向井防偏磨重要的手段;基于对定向井抽油杆微元段受力分析、泵端受力分析。编制了定向井加重杆-扶正器间距设计程序,对现场定向井进行了加重杆扶正器设计演算,能够确定最优加重杆长度,实现扶正器间距设计,输出抽油杆轴向力及侧向力的分布结果,确定定向井偏磨多发的部位,表明该方法合理可靠,有现场应用价值。     

定向井抽油杆柱空间形态的计算方法

以曲率半径法描述井眼轨迹的空间形态,从空间杆单元入手,建立细长杆的有限元模型,并考虑井眼轨迹多支点的几何约束,以迭代法循环求解每一结点抽油杆柱的空间载荷及变形,再结合细长杆的屈曲模型,分析比较不同位置安放扶正器后抽油杆柱空间构形的变化。结果表明,通过计算实际井眼轨迹中抽油杆柱的三维受力及变形屈曲状态,能够判断扶正器安放的合理性,掌握杆柱的工作状况,预测杆/管偏磨位置。     

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。     

一种新型抽油杆扶正器的研究及应用

有杆泵采油为各大油田常规及普遍的采油生产方式,但随之而来的杆管偏磨问题愈来愈严重,防偏磨的治理显得迫不及待.该文分析了常规抽油杆扶正器的材料及其缺点,同时介绍了用于制造新型抽油杆扶正器的PEEK材料及其特性,以及制造而成的新型抽油杆扶正器的构成原理、技术特性.该新型扶正器在冷家油田冷四区块进行应用,具有良好的应用效果.该新型扶正器能有效地减少抽油井杆管偏磨、延长检泵周期、降低作业成本,具有推广应用的价值.     

螺杆泵井偏磨机理及防偏磨技术研究

针对大庆油田螺杆泵井杆管偏磨严重的问题，从偏磨现象入手，建立抽油杆瞬态动力学有限元模型和转子动力学模型，进行杆柱受力分析，确定螺杆泵井杆管偏磨主要原因是由于螺杆泵转子的偏心运动、井身结构等因素所致。结合偏磨因素提出了优化布置抽油杆扶正器、推广应用实心高强杆等治理措施，取得较好效果。     

稠油水平井杆柱优化设计

本论文以新疆油田分公司采油一厂稠油水平井为研究对象,针对在生产过程中频频出现杆断脱及偏磨现象,进行了一系列的理论分析,在理论分析的基础上,采用半圆对接式光杆、防脱抽油杆、防脱加重抽油杆、防偏磨扶正装置、低摩阻防气式注采抽油泵等防偏磨防断脱设备、工具,有针对性的对稠油水平井的下泵完井杆柱进行优化,使稠油水平井的开采得以正常进行,解决了长期困扰稠油水平井开采的断脱、偏磨问题,延长了检泵周期,对采油一厂稠油水平井的开采具有很高的现场应用价值。 关键词：稠油水平井 杆柱优化 偏磨 断脱     

定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建立

考虑井眼轨迹的井斜角、方位角、油液等对杆柱抽汲运动的影响,从定向井的多级混合杆抽油杆柱上选取微元体,对该微元体做动力学分析.建立反映抽油杆柱动态变化的波动方程,作为有杆抽油泵系统故障诊断的初始动力学模型.对整个杆柱采用变步长取样和多级杆柱的分界面处特殊处理,利用有限差分法求解偏微分方程,得到杆柱上分界面处和均质段任意位置处的位移表达式.确定初始条件和边界条件,经差分和迭代计算获得抽油泵柱塞位移表达式和载荷表达式,完成最终的建模.以油田提供的4口油井的相关数据为例,代入诊断模型得到了泵功图并对其进行故障诊断.结果表明:定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建模方法是正确可行的,数学模型应用可靠,能够支持基于知识和基于数据分析的故障诊断方法.     

如何利用构造图进行定向井和水平井的地质导向

通过水平井和定向井实钻实例,介绍了如何利用构造图进行定向井、水平井的地质导向,论述了如何利用构造图编绘标准层与井眼轨迹图、利用标准层与井眼轨迹图指导钻井.     

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。     

利用张力样条模拟定向井井眼轨迹的方法研究

根据张力样条的特性及定向井井眼轨迹的形成规律,提出了用张力样条模拟定向井井眼轨迹的方法.详细介绍了用张力样条法确定定向井井眼轨迹的步骤.利用这种方法可以计算定向井任一点的空间位置.实例计算结果表明,在已知任意个相邻测点之间,用张力样条插值计算未知测点的井斜角和方位角,与实测值相比,误差很小,满足实际井眼轨迹计算的要求,具有实用价值,为定向井井眼轨迹的计算提供了一种新的方法.     

存在扶正器条件下三元复合溶液环空流动实验与模型研究

基于自主研制的全尺寸井筒复杂流动实验模拟装置,考虑存在扶正器条件下的水平井三元复合驱非牛顿流体井筒流动的复杂特性,开展了抽油杆扶正器对三元复合溶液水平环空流动特性影响的实验研究。结果表明,当管路存在扶正器时,流动压降显著增大,且其随流量仍呈近似指数规律增加。运用非牛顿流体力学理论,结合水力当量长度的概念和实测压降数据,建立了存在扶正器条件下的三元复合溶液非牛顿流体水平同心环空流动的压降预测模型。采用VB.NET对模型进行了编程求解,其平均绝对百分误差在10%以内,性能良好且简单实用。研究成果为后续的存在扶正器条件下的三元复合溶液和原油两相环空流动压降模型的建立及扶正器的优化设计奠定了重要基础。     

有杆抽油系统诊断方法研究与应用

以有杆抽油系统动力学行为分析为基础,将基础理论研究和应用技术有机地结合起来,建立了考虑悬挂系统弹性的直井和定向井有杆抽油系统诊断模型,研究了基于B/S（Brower/Server）模式的有杆抽油系统故障诊断方法,利用Internet技术和Web技术开发了相应的软件系统, 通过浏览器即可实现对有杆抽油系统快速、准确的故障诊断,并给出了诊断算例,诊断结果验证了该系统的有效性。基于B/S模式的有杆抽油系统故障诊断对避免井下作业的盲目性,提高系统效率,降低采油成本,实现油田企业信息化和提高油井的科学管理水平具有重要意义。     

抽油机井工况管理模型及应用

分析了抽油机井工况的各种影响因素,结合抽油机井工况管理的实际状况,推导并建立了一种新的沉没度／下泵深度与校核泵效关系的抽油机井工况管理图。确定了抽油机井的下泵深度和沉没度是影响泵效的主要因素,并完善了相应的计算模型。该方法具有直观、简明等特点,其准确度较之原有模型有所提高。经在胜利油田纯梁采油厂和孤东采油厂使用验证,符合率分别为９６．５％和９２．９％,能够更好地满足抽油机井生产管理的需要。     

基于GM-ELM的有杆泵抽油井故障诊断

为了解决有杆泵抽油井故障诊断问题,提出了基于灰度矩阵极限学习机(gray matrix-extreme learning machine,GM-ELM)故障诊断方法.首先用灰度矩阵对有杆泵抽油井进行故障特征提取;然后用数理统计的方法建立灰度矩阵的特征向量,将故障特征向量作为故障诊断模型的输入值;最后建立GM-ELM模型对有杆泵抽油井故障进行诊断.仿真结果表明该方法与GRNN(general regression neural network)方法、LS-SVM(least squares support vector machine)方法、BPNN(back propagation neural network)方法相比具有更高的故障诊断准确率.     

基于不变矩的示功图故障诊断方法研究

以抽油机井示功图为例,提出了基于不变矩的示功图故障诊断方法。首先对示功图进行二值化和细化处理。接着计算示功图不变矩。最后将不变矩作为特征向量来诊断抽油机井的故障类型。结果表明,该方法可以有效地分析出抽油机井的常见故障。     

定向井抽油杆柱纵横振动模型及其诊断

提出了用于分析定向斜半抽油杆系统工况的新的三维模型，建立了有杆泵系统动力模型的基本方程和数值求解方法，应用微分几何和变分原理，将杆柱的动力方程表示成一组耦合的偏微分方程及相应的边界条件，由此建立的计算程序可以完成对定向井井下工况诊断和地面工况的预测，实例计算结果与现场实侧结果能较好吻合，并通过实例计算讨论了用直井模型分析定向井所带来的较大误差。     

抽油杆可靠性的试验研究

对抽油杆的可靠性试验研究表明.抽油杆的可靠性指标应以其安全使用寿命为准则.通过寿命试验对抽油杆可靠度进行了评价.重点讨论了抽油杆的寿命试验和加速寿命试验.提出抽油杆的寿命分散系数.并针对抽油杆的特点.介绍了抽油杆可靠性筛选试验和可靠性验证试验的主要步骤.并给出了应用实例.