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。     

玻璃钢抽油杆微波无损检测系统的优化

为了对玻璃钢抽油杆的缺陷准确定位 ,防止缺陷漏检 ,同时降低检测仪器的成本 ,对检测系统的组成进行了优化 .在分析检测系统的信号源频率、探头形式以及探头位置对缺陷检测的影响的基础上 ,得出微波无损检测系统的优化方案 :微波信号源频率采用 36.75 GHz;4个探头空间相互垂直 ,2个平面布置且发射探头均采用距离被测试件 1～ 5 mm;2个穿透接收探头中 ,1个距离被测试件 1～ 2 0 mm,另 1个距离被测试件 80～ 1 40 mm     

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。     

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.     

有杆泵抽油系统井下工况诊断的物元分析方法

根据油田实际生产中常用的“四点”分析法,结合曲线矩理论,提取示功图图形的不变曲线矩特征值作为特征参数向量.采用可拓理论中的物元分析方法建立标准工况类型的物元模型,将特征向量的量值拓展为区间值,通过关联函数计算待诊断示功图与标准工况类型的关联度并进行归一化处理.计算结果给出待诊断样本相对于各标准工况类型的发生程度,最大的关联度表示该类型工况的发生程度最大.实例验证了所提出的方法是合理可行的,符合实际生产需要.     

应用工况测试系统进行井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分 ,该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测 ,能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数 ,并通过优化设计部分进行与理论值对比 ,从而指导螺杆泵井的维护工作 .通过现场应用 ,取得了井下单螺杆泵生产的第一手资料 ,尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性 .目前已在 4口井上应用 ,结果证明了该系统的实用价值 .     

基于灰色系统理论的掘进机截割头可靠性稳健设计

针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于灰色系统理论,以目标系列之间的关联度作为目标函数,将多目标优化转化为单目标优化问题,对截割头运动中影响因子进行试验设计,利用有限元分析软件获得各个目标对应的响应值,得到各个因子各个水平对应的影响程度,从而获得因子的最佳参数.研究结果表明:将灰色理论应用到截割头的可靠性稳健设计中,使截割头的载荷波动和比能耗得到显著降低,有效提高掘进机的工作可靠性和能量利用率.     

采用玻璃钢—钢混合杆柱的抽油系统设计

讨论了玻璃钢—钢混合轩抽油系统的杆柱设计、影响杆柱设计的因素以及在抽油泵与抽油机选择时应考虑的问题.     

游梁式抽油机悬点负载耦合动力学建模

建立了描述游梁式抽油机悬点负载动态特性的耦合动力学模型.采用多自由度的弹簧-质量-阻尼器机械动力学系统描述抽油杆柱振动特性.综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、泵腔压力变化、泵阀局部阻力等因素的影响,建立了泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述有杆泵动态抽汲过程的新模型,确定了求解抽油杆柱振动模型的井下边界条件.采用时步有限元方法对所建杆-泵耦合动力学模型进行仿真计算.油田现场应用表明,所建模型具有较高精度,可用于抽油井负荷、泵效、扭矩和平衡度等工况参数预测及故障诊断.     

稠油井抽油杆柱粘滞摩擦载荷计算分析

随着有杆抽油机在稠油井的应用越来越广泛,抽油杆的粘滞摩擦载荷问题日益显著。目前通常采用等效阻尼系数来计算杆柱的粘滞摩擦载荷,但无法准确反映粘滞摩擦载荷的变化情况,造成抽油机设计不够合理,效率不高等问题。文章以油管内稠油作为研究对象,建立了管内液体的动力学方程,求解出管内液体的速度分布。并以此为基础,结合牛顿内摩擦定律,形成了稠油井抽油杆柱粘滞摩擦载荷的计算方法。以胜利油田某稠油井为例,开展了抽油杆柱粘滞摩擦载荷计算分析,求解出了该井在一个运动周期内抽油杆粘滞摩擦载荷的变化情况。通过敏感性分析得出：在上冲程,增大抽油杆直径和油管直径或减少柱塞直径均会使杆柱的粘滞摩擦载荷变大;在下冲程,增大油管直径或减少抽油杆直径均会使杆柱的粘滞摩擦载荷变小,但柱塞直径的变化对杆柱的粘滞摩擦载荷没影响。研究结果对稠油井抽油机的设计以及抽油杆的选择提供了一定的理论依据。     

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展开式 ,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     

探头位置对玻璃钢抽油杆检测缺陷信号的影响

利用微波对玻璃钢抽油杆模拟缺陷进行无损检测 ,在信号源功率、频率以及发射探头和穿透接收探头形式确定的前提下 ,改变穿透接收探头与被测试件之间的相对位置对于缺陷信号的灵敏度、分辨率有很大的影响 .在采用双通道检测时 ,穿透接收探头处于与被测试件 80～ 1 40 mm位置对缺陷信号的反映程度与其处于 1～ 2 0 mm位置有明显的区别 :反射信号波没有明显的变化 ,而穿透法所反映的信号波却发生了很大变化 ,缺陷处信号波部分成为封闭的矩形条 ,矩形条的高度相同 ,宽度不同 .矩形条的宽度是缺陷实际大小的综合反映 ,与穿透探头处于 1～ 2 0 mm相比 ,有无缺陷一目了然且便于计算机识别 .     

弦振动实验的若干讨论

本文导出了一维波动方程──弦振动微分方程,解释了弦振动实验中的若干现象.     

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。     

直井深抽杆柱设计准则初探

油田实践证明,当油田开未进入中后期,或开发深层低渗透油藏,加深泵挂以未堵产率有成效。本文将常规直井中抽油杆柱准静态载荷计算套式加以修正后用于深抽载荷计葬,应用修正的Goodman应力图,导出了组合深抽杆柱设计的理论套式。得到了35Mn2, 40CrMo钢质杆在不同抽汲参数配合下的大女计算结果,通过分析,完善了深抽杆柱设计准则。