旋转细长杆柱动力学分析在抽油杆扶正器设计中的应用

旋转细长杆柱动力学问题在石油钻采工程中有着重要的应用。在地面驱动螺杆泵采油中,由于井斜和抽油杆高速旋转,导致杆管偏磨失效,造成的经济损失十分严重。合理安放扶正器是解决这一个问题的关键。建立了考虑动力间隙元和空间梁单元的旋转细长杆柱动力学分析模型及分析方法。根据杆管碰撞接触状态,提出了以杆管碰撞概率、平均碰反力来进行扶正器安放位置设计的方法。通过现场应用表明,该方法收到了防止杆管偏磨、延长检泵周期、节约呆油经济成本的良好效果。     

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。     

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。     

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。     

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。     

节能高效抽油泵技术探讨

常规有杆抽油泵在油田生产中存在抽油杆偏磨现象严重,泵承受载荷较大,造成抽油机系统能耗较高,为此,探讨一种节能高效抽油泵技术,充分利用液压反馈原理,可以大大减缓抽油杆偏磨现象,减少摩擦所消耗的能量,同时能够降低下冲程阻力和上冲程载荷,从而实现节能高效抽油的目的,具有较好的应用前景。     

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。     

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。     

油井管杆偏磨原因分析及防治措施

近年来全世界资源处于非常紧张的状态下,石油资源更是各国争抢的焦点。在已有的油田中,石油开发都进入了关键时期。在我国的油田开发中,利用有杆泵机械采油还占有很大的一部分,这部分井在采油过程中,普遍存在着杆管偏磨的问题,对这一问题需要采取合理的措施予以防治和治理,从而提高油井的采油效率。本文分析了抽油井管杆偏磨产生的危害,并对抽油井管杆偏磨、腐蚀的机理进行了分析,并提出了具体的防治办法。     

抽油杆与油管防偏磨优化研究

本文通过对抽油杆与油管系统的磨损机理进行了分析,建立了井眼轨迹模型和扶正器布置模型,并利用Visual Basic6.0语言开发了抽油杆管防偏磨优化处理软件。利用该软件结合井况参数,对辽河油田公司A定向井进行计算,模拟计算出该定向井的井眼轨迹,优化配置了扶正器的配置数量和间距,有效的达到了防偏磨的目的。     

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。     

无管采油装置的应用

随着油田的逐步开发,含水上升,地层出砂和管杆偏磨日益严重,造成作业频繁,生产困难,成本上升。无油管采油技术为解决这一问题提供了一条新途径,也为部分套变井恢复生产及小井眼的开采创造了条件。结构组成这种新型采油装置由空心光杆、方卡子、悬绳器、盘根盒、焊接四通、出油器、扶正器、悬挂器、防转扶正器、拨动轴、油管、柱塞总成、泵筒等组成(见图1)。     

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。     

浅谈抽油机杆管偏磨机理及其治理对策

随着开发的不断深入,油田已进入高含水开发后期,地下介质环境及井况日趋复杂,因杆管偏磨造成躺井的比率逐年增加,既缩短了油井免修期,又大大增加了单位的生产成本。本文以2007年以来采油203队油井生产状况,结合杆管偏磨机理、原因进行分析,并采取相应措施治理杆管偏磨油井,经过一年多的现场应用,取得了一定效果。     

单螺杆泵采油系统杆柱瞬态动力学模型及应用

抽油杆柱运动的数学模型是油井生产系统优化设计、动态特性预测及工况诊断的理论基础.对地面驱动单螺杆泵采油系统进行有限元分析,建立抽油杆瞬态动力学模型,克服以往静力学模型无法动态反映抽油杆柱受力和运动状态的缺点.利用Newmark直接积分方法对动力学模型进行求解,可获得任意位置处抽油杆柱扭矩载荷随时间变化曲线、任意时刻沿井筒侧向位移等.由于模型中运用经典碰撞理论考虑碰撞接触的影响,因此该模型可更加真实地反映抽油杆柱的受力和运动状态,同时为螺杆泵井扶正器设计奠定理论基础.利用该模型编制的软件在二连油田的应用证实了它的准确性和实用性.     

液力反馈型空心杆采油工艺抽油机悬点载荷分析

介绍了一种新型空心杆采油工艺技术 ,这种技术采用了具有液力反馈原理的空心杆抽油泵 ,该泵的特点是能有效地减小空心杆的下行阻力 ,并能增加抽油杆的下行动力。对常规型和液力反馈型两种空心杆采油工艺进行了分析对比 ,给出了两种工艺中抽油机的最大、最小悬点载荷计算公式 ,计算出上、下冲程中抽油机的最大、最小悬点载荷。计算示例进一步说明了液力反馈型空心杆采油工艺的优越性     

腰英台油田油井防偏磨配套工艺

随着开发的不断深入和发展,油井含水的上升,加上并眼轨迹弯曲,腰英台油田管杆磨损现象加剧、油井免修期短、泵效较低等问题逐渐暴露出来.为了延长检泵周期,结合腰英台油区的特点,2010年开始对油井的防偏磨工艺进行了一些探索性的研究工作.通过对中国石化东北油气分公司油井生产管柱配置的论述,为制定腰英台油区油井采油配套工艺技术规...     

液力反馈型空心杆采油工艺抽油机悬点载荷分析

介绍了一种新型空心杆采油工艺技术，这种技术采用了具有液力反馈原理的空心杆抽油泵。该泵的特点是能有效地减小空心杆的下行阻力，并能增加抽油杆的下行动力。对常规型和液力反馈型两种空心杆采油工艺进行了分析对比。给出了两种工艺中抽油机的最大，最小悬点载荷计算公式。计算出上、下冲程中抽油机的最大、最小悬点载荷，计算示例进一步说明了液力反馈型空心杆采油工艺的优越性。     

单螺杆泵采油系统启动扭矩动力学模型研究

单螺杆泵采油系统启动扭矩模型是螺杆泵井提高系统效率、进行故障诊断的理论基础.对启动过程中单螺杆泵的运动特点和受力情况进行分析,建立了该系统启动扭矩动力学模型.运用经典碰撞理论并考虑杆管非完全弹性碰撞的影响,利用该模型可计算出整个抽油杆柱的运动学和动力学参数.模型在二连油田B18-42井的应用结果表明,启动过程中的扭矩曲线在稳定时的井筒扭矩曲线左右摆动;延长启动时间可降低启动扭矩峰值,有效地解决螺杆泵井瞬时启动抽油杆扭矩过大造成的断杆问题.     

螺杆泵采油技术在永宁油田低渗透油藏的应用

针对永宁油田部分油井由于原油脱气、乳化及结蜡等原因造成原油黏度增大,油井出砂等原因,导致常规抽油泵无法正常生产;同时随着开采层位的不断加深,井深增加,下泵深度随之增加,深井泵工作异常,卡泵、断杆等作业事故出现频繁的现象,探索适合低渗透油田开发的新工艺、新技术。2010年引进应用螺杆泵采油技术,结合油田实际情况,通过对螺杆泵工作原理的研究,分析螺杆泵抽油杆断脱原因,制定出螺杆泵采油配套技术,更好的应用于油田开发中。