杆柱
- 抽油杆柱动力屈曲模拟装置液压加载系统设计与性能仿真
用最为广泛，抽油杆柱是有杆抽油系统中非常重要的构件之一，它是否能正常工作直接关系到机械采油的经济效益。当抽油杆柱在直井中做上下往复直线运动时，由于受到油管的约束与外载荷的影响而发生屈曲变形和横向振动，容易产生严重的偏磨问题[1-2]。目前研究表明：井筒内的杆柱屈曲构型取决于杆柱底端集中轴向压力的大小。杆柱的横向振动属于无限自由度系统，再考虑管壁的约束或碰撞，求解其振动微分方程变得十分困难[3-6]。为了能够有效开展抽油杆柱力学性能的研究工作，建立一个液压加
机床与液压 2023年13期2023-07-27
- 基于嵌套网格的环空流体内旋转杆柱与井筒碰撞特性研究*
没在流体中的旋转杆柱与井筒的碰撞问题进行求解,建立了流体中固体与固体碰撞的数值模拟方法,并与静止流体中球形颗粒和壁面正、斜碰撞实验数据进行对比,证明了本文所建立的数值模拟方法的正确性,据此研究了井筒内旋转杆柱在不同流体黏度、转速条件下的运动与碰撞特性.1 井筒内浸没在流体中的旋转杆柱力学模型1.1 模型建立图1 力学模型模型的边界条件如下:(a)环空流体域 (b)固体域1.2 环空流体域控制方程连续性方程为(1)式中,ρ为密度,v为速度矢量.动量守恒方程为
应用数学和力学 2023年5期2023-06-06
- 电动螺杆泵井下限位杆柱防反转技术的应用
点决定了它的井下杆柱在生产过程中会储存一定的扭矩，当电动螺杆泵停机或遇到卡泵时，会导致杆柱反转，造成杆脱、光杆甩弯、地面设备损坏等问题，甚至会威胁到操作人员的人身安全[2]，存在较高的安全隐患。为保证操作安全，必须通过棘爪装置将扭矩释放后再作业[3]。邹龙庆等[4]提出了采用电磁制动防反转机构，使抽油杆反转转矩智能点动释放，有效的解决了电动螺杆泵反转问题。蔡东等[5]提出了螺杆泵变频器与螺杆泵井驱动机械防反转装置结合，来解决旋转运动螺杆泵井存在反转问题，通
石油石化节能 2023年1期2023-02-12
- 粘弹性流体法向力作用下的抽油杆柱横向振动仿真
下降等诸多问题。杆柱力学的研究是预防杆管偏磨的重要依据[3-4]，因此研究在粘弹性流体法向力作用下的抽油杆柱在油管内的力学行为具有重要的理论与实际意义。杆管偏磨现象与抽油杆柱在油管内的弯曲变形有关。国内外专家学者从静力学和动力学两个方面对抽油杆柱在油管内的弯曲变形行为进行了大量研究。董世民等[5]基于杆管接触弹簧元分析方法，建立了抽油杆柱在油管内弯曲变形规律与接触压力的混合有限元仿真模型。狄勤丰等[6]以曲率半径法描述井眼轨迹的空间形态，通过有限元法实现了
工程力学 2022年11期2022-11-05
- 拉杆泵受力分析及现场应用
，另一方面会加剧杆柱与管柱的摩擦。因此，尝试应用拉杆泵，不但可取消抽油杆扶正器，还可减缓杆管偏磨。1 拉杆泵抽油杆的偏磨，主要发生在抽油机生产动作的下冲程过程中。通过杆柱受力分析，杆柱下冲程所受到的阻力，是杆、管偏磨的一个必要因素，阻力越大，偏磨越严重，杆柱受力中和点越上移，偏磨段也越长。应用拉杆泵，利用拉杆泵工作时对活塞（杆柱）额外产生的下拉力，减小（抵消）杆柱下冲程中受到的阻力，理论上是可以减缓杆、管偏磨的。1.1 拉杆泵的原理拉杆泵是一种整筒式抽油泵
石油石化节能 2022年10期2022-10-27
- 螺杆泵井杆柱扶正优化技术研究
同，螺杆泵井井下杆柱不是上下往复运动，而是旋转运动，因井眼的不规则性，导致杆柱在井筒中不是垂直的；受离心力的影响，杆柱发生弯曲与油管接触，长时间磨损导致杆断或者管漏，需要作业检泵，严重影响了油井生产，造成了大量的能源和经济浪费[1]。国外油田螺杆泵井由于含水率较低，杆管偏磨不严重，杆柱无需扶正器保护。国内油田含水率高，杆管偏磨严重，在全井抽油杆上均匀布置密集的扶正器，用以降低杆管偏磨。往往在严重磨损位置没有适当增加扶正器，而在不磨损位置存在大量扶正器，增大
石油石化节能 2022年9期2022-09-29
- 相邻扶正器间抽油杆柱纵横耦合振动特性仿真*
轨道的影响，抽油杆柱在井下呈弯曲状态。抽油机运行过程中，抽油杆柱在顶端周期性位移激励和底端周期性载荷激励的作用下产生轴向振动，轴向振动又导致了杆柱各截面轴向内力的波动。在轴向力与弯曲井眼的共同作用下，抽油杆柱在弯曲井眼轨道内产生横向振动，即抽油杆柱的动力学行为是纵横耦合振动。抽油杆柱纵横耦合振动导致油井存在较大的杆管接触力，进而导致油井产生杆管偏磨现象。油井实际运行情况表明，杆管偏磨导致的抽油杆柱与油管失效是油井检泵作业的主要原因之一。在抽油杆上布置扶正器
石油机械 2022年5期2022-05-10
- 倾斜井眼中抽油杆扶正器的分布位置优化研究
力分析，建立抽油杆柱相应的力学模型，推导出扶正器安装间距的理论值，有效地优化了现场施工作业中扶正器的安装。1 力学模型在斜井中带有扶正器的抽油杆柱（图1），可以简化为有初弯曲的纵横弯曲连续梁。每一个扶正器相当于一个球铰支，相邻的扶正器与中间的杆柱段，组成一个简支梁，斜井内抽油杆受力示意图见图2。各个简支梁相互首尾衔接地连接起来，像一条长长的多节鞭往复运动在油管中间[1-2]。在该杆柱上还作用着各种纵向力，从整体和宏观上看，由于长细比极大，它可以作为柔杆处理
石油石化节能 2022年2期2022-03-30
- 碳纤维连续抽油杆在不同类型抽油机上的应用
断扩大，优化钢质杆柱结构难度加大，使节能降耗挖潜空间受限，且在油田经济高效开发以及低油价等背景下，钢质抽油杆的局限性越来越显著：比如自身比重大、难以下得更深；易腐蚀、能耗高等[1]。碳纤维连续抽油杆可明显降低杆柱重量，能够有效解决钢制抽油杆下泵深度受限、磨蚀严重等问题。按照油田开发现状的需求及节能降耗的要求，质量轻、强度高、节能效果好的碳纤维连续抽油杆具有工业化普及推广的价值[2]。为挖掘碳纤维连续抽油杆节能降耗潜力，开展了不同类型抽油机井碳纤维连续抽油杆
石油石化节能 2021年12期2021-12-28
- 抽油杆三维力学模型的建立与应用
以来，水平井由于杆柱故障上修134 井次，累计影响油量852 t。其中杆断87 井次，占比64.9%，影响油量625 t；2021 年截止8月底，水平井共上修70 井次，维护作业频次0.95 井次/井·年，远高于全厂平均频次（0.53 井次/井·年），其中抽油杆断上修31 井次，占比44%，影响油量205 t，是影响水平井产能发挥的主要因素。其中杆断位置主要集中在泵上600 m（46 井次、57.5%），即水平井杆柱组合中和点区域及以下。在上下冲程，中和点
石油化工应用 2021年11期2021-12-27
- 多功能组合杆体经济效果浅析
料用量分析：传统杆柱设计计算分析数据天网监控杆/IP 广播设施杆：杆柱规格D89*4.5*4200+D120*4.5*1500mm/D89*4.5*3200+D120*4.5*1500mm，基础尺寸相同0.7*0.9*0.8m。人行横道信号灯/路侧禁停标识杆：杆柱规格D89*4.5*3000mm/D89*4.5*4080mm，基础尺寸0.7*0.9*0.8m/0.9*0.7*0.8+1.2*0.9*0.2m。电子警察监控杆：杆柱规格八方锥杆6800*8+1
科海故事博览 2021年13期2021-09-02
- 碳纤维复合杆柱井下动力学仿真分析
]。与钢制杆抽油杆柱不同，碳纤维连续抽油杆一般由上部碳纤维杆和下部加重钢制杆组成。碳纤维杆以碳纤维材料为内心，壳层为玻璃纤维材料，两者结合处是玻璃纤维缠绕层[4-5]。作为一种新型材料，其力学性能备受关注。文献［6-7］对碳纤维抽油杆柱进行了超冲程分析；文献［8-9］对碳纤维抽油杆柱展开纵向振动力学分析，求出了固有频率等参数。上述研究均未考虑杆柱的横向变形，而碳纤维杆柱在井下运动过程中，是被局限在油管的狭小空间内，杆柱的在油管径向尺寸上的变形，直接决定了碳
新型工业化 2021年2期2021-08-09
- 面向智慧城市建设的多功能信息杆柱系统设计
设备的多功能信息杆柱。由于当前针对这一方面的建设技术和手段不够成熟，因此存在着选址困难和取电复杂等问题，同时伴随着杆柱数量少、分布散乱以及没有秩序等现象，无法实现对整个城市区域范围内的全覆盖，更无法满足智慧城市的建设需求。针对这一方面的问题，本文开展面向智慧城市建设的多功能信息杆柱系统设计研究。1 硬件设计1.1 无线AP设备选型多功能信息杆柱系统主要需要完成对各类无线设备的搭载，针对这一问题，本文需要对该系统的核心硬件结构无线AP设备进行选型。选用TYC
通信电源技术 2021年3期2021-06-02
- 碳纤维杆抽油系统节能效果与机理的仿真研究*
统(当碳纤维抽油杆柱应用于腐蚀性产出液油井时，一般采用泵下加重的组合杆柱，即采用特殊结构的抽油泵，泵上采用碳纤维抽油杆柱，泵下采用钢质抽油杆柱进行加重)，并在实际应用中取得了良好的效果。现场试验结果表明，碳纤维杆抽油系统不仅适应于深抽、腐蚀性油井抽油，而且还具有显著的节能效果[1-4]。但相关文献[1-4]并没有深入研究碳纤维杆抽油系统的节能机理。有关文献[5-7]也仅研究了碳纤维-钢混合杆柱的纵向振动与超冲程。尽管普遍认为减小抽油杆柱质量可以降低系统输入
石油机械 2021年4期2021-04-23
- 考虑分布轴向力的细长杆横向振动与失稳分析1)
66102)欧拉杆柱失稳临界载荷的计算在高校教材《材料力学》中并未考虑杆柱的分布轴向力因素[1]，《机械系统动力学》中梁的横向振动也并未考虑此因素[2]。目前高等教材中杆柱失稳问题，主要集中在欧拉杆柱的临界载荷的计算上[3-6]；涉及梁柱的横向振动，主要集中在欧拉伯努利梁的横向振动的仿真和计算上[7-13]。与此对应，上述计算得到的结论也未涉及到梁柱的分布轴向力的影响。针对几百甚至上千米的超长杆柱，分布轴向力对梁柱的失稳和横向振动的影响问题，至今未看到有效
力学与实践 2021年1期2021-03-06
- 抽油机井杆管偏磨原因分析及治理对策
是因为杆管偏磨和杆柱断脱等原因造成的。实际上，A油田每年因为磨损而更换报废的抽油杆和油管数量高达5.9万米和1.6万米，更换费用高达400余万元，而偏磨造成的损失则是在130万元以上。从收集的数据中可以看出，45口严重偏磨井中有30口井的偏磨问题出在了杆柱底部泵上400m范围，而15口泵挂在造斜点以下的斜井，其问题出现在造斜点周围100m的偏磨较为严重。通过对偏磨部位的观察可知，相邻的抽油机井杆受偏磨处在相同侧面，抽油杆接箍最为严重。在统计的45口严重抽油
缔客世界 2020年1期2020-12-12
- 轴向往复运动抽油杆柱在弯曲井眼内横向振动的仿真模型
偏磨所造成的抽油杆柱断脱、油管漏失是定向井检泵作业的主要原因。因此研究定向井抽油杆柱在油管内的弯曲变形规律、杆管接触状态与杆管接触力的仿真方法具有重要的理论与实际意义。抽油杆柱在油管内的弯曲变形类似于钻柱在井眼内的弯曲变形，都可以简化为细长杆柱在井眼内弯曲变形的力学问题。国内外专家学者对细长杆柱在定向井井眼内弯曲变形的静力学与动力学问题进行了系统深入的研究。苏义脑等[2−3]考虑弯曲井眼造成的杆柱初弯曲，基于纵横弯曲梁理论分析了组合钻具的弯曲变形规律。文献
工程力学 2020年10期2020-10-29
- 抽油杆柱力学特性研究综述
文文献综述了抽油杆柱力学特性研究成果。通过波动方程分析、微分方程分析、简支梁模型分析、线性方程组分析、电学分析以及屈曲分析六个方面，比较详尽地介绍了各个分析方法的优缺点和适用范围，对于从事相关工作或此研究的人员提供一定的参考。关 键 词：抽油杆;力学特性;受力分析;屈曲中图分类号：TQ 520.5 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）06-1193-07A Review of Mechanical Pro
当代化工 2020年6期2020-08-24
- 鄯善油田液力反馈泵深抽设计与应用
闭状态，泵上端为杆柱重力、液柱载荷及摩擦惯性载荷等力, 下端为油套环空沉没压力, 两者存在一个液柱压力差, 在此压差作用下, 小柱塞产生方向向下力, 即为液压反馈力。二、液力反馈泵应用设计1.液力反馈泵的选型根据不同直径柱塞串联后特点，液力反馈泵有上大下小、上小下大、上下等径3种。针对常规有杆泵在使用过程中出现抽油杆柱失稳弯曲、油管呼吸效应、因垢卡下行困难和垢卡无法开井的问题，利用液力反馈泵解决，首先在选型上需要考虑各种类型反馈泵产生反馈的大小，所选泵型与
钻采工艺 2019年3期2019-07-11
- 聚驱定向井抽油杆柱力学模型及扶正器优化布置研究
的黏弹性使得抽油杆柱受到一个与井眼垂直的径向力，径向力与阻力、摩擦力共同作用，导致下冲程时中和点以下杆柱弯曲，造成杆管偏磨，特别是在具有一定斜度的定向井中，杆断、管漏等现象时有发生[1]。朱君、常瑛、黄善波等人分别通过理论和试验方法，给出了聚驱井中抽油杆柱法向力的计算方法，并通过有限元法预测了杆管偏磨点的位置[2-4]；孙智等人通过室内试验，分析了聚驱井杆管偏磨机理，并提出了相应的防偏磨措施[5]；栾中伟、冯春、王超等人分别提出了一些防偏磨的配套措施[6-
石油矿场机械 2019年2期2019-04-08
- 旁通阀液力反馈抽油泵研究及应用
杆偏磨问题严重，杆柱断脱是油井倒井的主要原因。现场实践和理论模拟表明，杆柱受力是井眼轨迹、流体性质、工作参数等因素综合作用的结果。在直井中，杆柱上行程时，杆柱处于受拉应力状态；下冲程时，抽油杆中和点之上是受拉状态，之下处于受压状态，呈正弦屈曲或螺旋屈曲状态[1-4]。在定向井或大斜度井中，需要根据三维井眼轨迹进行受力分析和计算。对于稠油井，泵充满程度主要取决于工作参数和流体黏度，需要设计相匹配的抽油泵。针对这些问题，研制了旁通阀液力反馈抽油泵。1 工作原理
石油矿场机械 2018年5期2018-10-08
- 抽油杆柔性减磨器的研制与应用
成果对于指导油田杆柱设计、解决杆管偏磨问题具有积极意义，偏磨井检泵周期明显延长。冀东油田油藏埋藏深，大部分油井井斜角较大，井眼轨迹比较复杂，造成抽油泵井普遍存在杆管偏磨现象。自2003年以来冀东油田参考已有的防偏磨技术先后引进了多种防偏磨工具，引进的防偏磨工具可分为4类：抽油杆扶正器类，将抽油杆与油管分隔开，让扶正器与油管摩擦，如双圆弧抽油杆扶正器、三圆弧抽油杆扶正器、多功能扶正器、斜井杆等；接箍类，通过喷焊或包覆耐磨材料增加了接箍的耐磨性能，如包覆接箍、
石油钻采工艺 2018年2期2018-06-15
- 油田抽油杆断脱原因分析及对策
关键词：抽油杆；杆柱；断脱；抽油杆损坏；保证油井的正常生产1、抽油杆现状调查1.1抽油杆结构抽油杆杆体是实心圆形断面的钢体，两端为镦粗的杆头，杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方径、土缘和圆弧过渡区组成，外螺纹接头用来与接箍相连接，扳手方径在装卸抽油杆接头时卡抽油杆钳用。油田主要使用D级抽油杆，杆径19mm，22mm，25mm三种。该级抽油杆碳钢或合金钢经镦粗整体热处理，外螺纹滚压加工，喷丸强化，油溶性涂料防护等工序制成，具有一定的抗疲劳或抗腐蚀劳
科学与财富 2017年33期2017-12-19
- 抽油杆断脱原因分析及预防措施
井投产时，对抽油杆柱已进行了扶正防磨设计，避免了与油管直接偏磨而发生断脱。但由于抽油杆柱在斜井中受到循环应力、弯曲应力和旋转扭矩的工况远远较直井复杂。因此，从一定程度上讲，抽油杆在斜井中的偏磨断裂是不可避免的。针对抽油杆柱断脱问题，近几年来防治结合，不断的完善抽油杆柱扶正防磨工艺，优化抽油杆柱结构，使抽油杆断脱事故得到有效的控制。抽油杆组成的抽油杆柱将地面抽油机的能量传到井下，带动井下抽油泵工作，在工作时抽油杆在油管中作上下往复运动，是一个复杂的振动系统，
化工管理 2017年15期2017-03-04
- 抽油机井智能管理软件的研究与应用
原理1.1 抽油杆柱动态与悬点示功图的计算机模型采用波动方程描述抽油杆柱的轴向振动，并以此为基础对悬点示功图、泵示功图、抽油杆柱任意截面示功图及其有关力学行为特征参数进行仿真。建立抽油杆柱顶端位移边界条件仿真模型、抽油杆柱底端载荷边界条件仿真模型及沉没压力与排出压力仿真模型，结合理论计算方法并根据现场实测的光杆功率、有效功率及刚体摩擦功率来计算阻尼系数。描述抽油杆柱纵向振动的数学模型为二阶双曲偏微分方程，应用差分法建立仿真模型，求得抽油杆柱各个节点的位移。
石油石化节能 2016年11期2016-12-08
- 延长油田水平井生产管柱配套技术研究及应用
难题。通过对抽油杆柱在水平井筒中的运动状态进行受力分析，对防脱器的安放位置以及扶正器的安装间距进行优化。对适应于大斜度井段的水平井特种泵以及抽油杆扶正器进行优选，解决了普通整筒泵泵挂井斜小、泵效低以及常规扶正器在大斜度水平井中很容易磨损和破碎的问题。现场应用表明，优化后的抽油杆柱系统，泵效提高13%～15%，杆柱断脱率减少80%，检泵周期延长8个月。泵挂深度；斜井泵；扶正器；偏磨；防脱自2009年，薛平1井成功应用以来，延长油田水平井开发经历了三个阶段，2
石油化工应用 2016年10期2016-11-12
- 定向井抽油杆柱防偏磨扶正环优化配置研究*
8)定向井抽油杆柱防偏磨扶正环优化配置研究*张玉娥，姜民政，曾宪来，高启明(东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318)在定向井中由于井眼弯曲，导致杆管自然接触，在运动过程中发生摩擦磨损，造成杆管偏磨现象。考虑井斜及方位角的影响，通过对抽油杆柱受力情况进行分析，建立了数学模型，推导出了简支梁失稳间距方程，应用MATLAB软件编程计算出了定向井中扶正环的合理安放位置。最后，根据大量试验井计算结果，总结出了一套符合现场实际操作的扶正环布置方
新技术新工艺 2016年5期2016-09-07
- 螺杆泵井抽油杆共振影响因素分析及应用
无关。螺杆泵抽油杆柱振动系统（图1），其固有频率只取决于杆柱的材料性质、杆柱组合及其边界约束。边界约束体现了振动系统的整体性，针对螺杆泵抽油杆柱的自由扭转振动特性的研究，必须考虑杆柱顶、底两端的约束条件[1-2]。为简化计算，现假设如下：1）井眼为铅直，螺杆泵杆、管同心。2）抽油杆为均质、各向同性的弹性直杆。每一级杆柱均假设为均质杆，假设各级杆的材料剪切模量G、材料密度 ρ、截面极惯性矩 IP沿杆柱轴向均匀分布。若抽油杆柱由N级不同材料或不同直径的杆组成，
石油石化节能 2016年3期2016-09-06
- 基于层次分析法的路侧解体消能标志杆柱与底座联接方式评价
路侧解体消能标志杆柱与底座联接方式评价王芙蓉1， 程国柱2， 徐亮3， 房庆恒1(1.吉林建筑大学 城建学院, 吉林 长春130111；2.哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院， 黑龙江 哈尔滨150090；3.长春工程学院 土木学院， 吉林 长春130012)[摘要]路侧解体消能标志是宽恕设计理念的重要组成部分，直接关乎路侧事故驾驶人与乘客的生命安全。基于层次分析法理论，构建了以功能、操作、养护和日常使用、事故可靠、安装难易、适用范围、常规养护及事故养护为
公路工程 2016年2期2016-05-28
- 油井防偏磨工艺适应性分析与应用研究
锚定、底部加重、杆柱扶正、旋转等工具和工艺配套技术，实施有效配套，进行综合治理，并重点针对油井偏磨治理的实际效果进行了评价。主题词 偏磨 失稳 锚定 加重杆 扶正中图分类号：TE933.2 文献标识码：A1偏磨机理分析（1）油井井身结构的约束引起管杆变形，造成弯曲偏磨损伤。抽油杆柱下部十分容易出现屈曲而发生失稳弯曲，所以下冲程时油管、抽油杆相互接触摩擦所造成的偏磨损伤也是必然的和客观存在的。此时这种相互接触摩擦所造成的偏磨损伤随泵深的增加、含水的上升（矿化
科教导刊·电子版 2016年9期2016-05-16
- 《有杆泵斜抽工艺作法》在油田现场的标准化应用
法，特别是管柱及杆柱设计方法具有较强的创新性。该标准采用了“十一五”期间重要的科研成果作为编写依据，标准中涉及多项自主知识产权产品，创新点突出。实施后普通稠油水平井的检泵周期大幅度延长，平均检泵周期为原来的10倍左右，该标准在SAGD生产井应用后，试验区的生产井平均检泵周期48个月以上。该标准在国内外油田得到了广泛应用，创造了良好的经济效益和社会效益。有杆泵；斜抽工艺；标准；标准化《有杆泵斜抽工艺作法》标准主要针对有杆泵斜抽工艺技术的通用做法而制定，该标准
石油工业技术监督 2016年7期2016-04-07
- 杆柱优化对提高抽油机井系统效率影响的研究
公司第九采油厂）杆柱优化对提高抽油机井系统效率影响的研究罗影坤 （大庆油田有限责任公司第九采油厂）抽油机井系统效率是反映机采系统高效举升的综合指标，在各节点效率中杆柱对系统效率的影响仅次于抽油泵所产生的影响。通过理论计算与实际测试优化杆柱组合和杆柱长度对系统效率的影响，挖潜系统效率提升空间。现场试验10井次，系统效率平均提升1.8个百分点。系统效率；杆柱载荷；杆柱组合；杆柱长度抽油机井系统效率是反映机采系统高效举升的综合指标，可分解为两个部分，即地面效率和
石油石化节能 2016年10期2016-03-16
- 示功图分析诊断油井工况应用研究
升技术，同时配套杆柱脱接技术、杆柱防脱技术。本文通过列举SAGD区块内典型井例，结合油田生产实际情况，对示功图做出正确诊断，为生产井的正常运行提供科学依据和辅助建议。2 典型井分析杜84-馆平55井是曙一区SAGD开发重点井，于2008年底转入SAGD生产，2011年9月15日～2011年10月15日期间，该井举升采用φ140有杆泵举升技术生产，生产期间该井平均日产液264.3m3/d，平均日产油39.6 m3/d，平均泵效73.4%，为定量和定性分析该井
中国科技纵横 2015年24期2015-10-29
- 采油井偏磨现状分析与研究
上冲程过程中，有杆柱向上的拉力，该点以下杆柱在液体中的重力，该点以下杆柱在上行中与液体的摩擦力，活塞与泵筒的摩擦力。由于向上的拉力远大于向下的阻力，因此，杆柱在向上的拉力作用下向上运动，完成上冲程。在这个运动过程中，杆柱每一点在合力作用下都被拉直，不与油管接触，从而不会发上偏磨现象。中性点（即合力为零的点）以下油管受力时，有上部油管在井液中的重力形成向下的压力、下部油管在液体中的重力以及管内介质对油管和活塞对泵筒向上的摩擦力[1]。在上述力的作用下，下部油
科学与技术 2015年2期2015-10-21
- 浅层稠油井抽油杆配套技术研究及应用
平井生产初期抽油杆柱脱扣率较高，严重影响了高温期抽油生产，通过对水平井抽油杆柱受力状况、杆柱及附件结构等分析，确定脱扣主要原因为抽油杆及附件结构设计不完善，导致卸扣扭矩无法有效释放。通过确定合理的管杆结构，杆柱脱扣率大幅下降，有效延长了稠油水平井抽油期间的免修期。辽河油田；浅层超稠油；水平井；配套技术；抽油杆浅层超稠油水平井生产初期频繁出现机、杆不同步—光杆“打架”现象。机、杆不同步情况增加了抽油机的震动，影响了减速箱、抽油杆寿命，加重了杆柱断脱机率，影响
化工管理 2015年16期2015-10-19
- 螺杆泵驱动装置反转机理研究
中，由于螺杆泵井杆柱储存一定的扭矩，当螺杆泵停机或卡泵时，会导致杆柱反转，造成杆脱、光杆甩弯、地面设备损坏等问题，当员工进行换光杆、皮带等设备维护保养时，可能会威胁到操作人员安全。一、螺杆泵井反转机理研究螺杆泵停机卸扭矩时，杆柱反转的诱因包括两个部分，一是杆柱变形能恢复反转阶段，此阶段时间较短；二是因油套压差作用而引起的反转阶段，此部分时间较长。1.杆柱储存的扭转势能导致反转螺杆泵井在运转时，杆柱承受着井下螺杆泵定转子之间的摩擦扭矩、泵举升液体的有功扭矩以
中国设备工程 2015年9期2015-08-22
- 抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测
63000)抽油杆柱是油田采油作业中需要人工吊举的重要部分，在抽油机和抽油泵中间曾在这载重负荷作用，具有很强的联动性，传递连接抽油杆系统的重要装备。一个油田作业中需要使用很多抽油杆，利用卡箍彼此连接，形成上下活动的整体，在往复运动中实现抽取地下石油的目的。在油田的勘测和开采初期，由于井液中的含水量较低，石油存储地层较浅，所以杆柱和油管的磨损并不明显。综合我国大部分油田的开采情况，经过长时间的采抽作业，油田已经进入了生命周期的后半部分，油井中含水量逐渐增加（
化工管理 2015年17期2015-08-15
- 多功能机杆泵保护器的研制与应用
磨、振动而导致的杆柱断脱及“三抽”设备因振动而损坏问题。在65口井的实施均取得成功，减少作业63井次，减少作业占产1 839 t，节约施工费用，年节电量约57．38×104k W·h。机杆泵保护器；偏磨；保护；节能目前，国内各大油田采油过程多数是以“三抽”设备（抽油机、抽油杆和抽油泵）为主的有杆抽油系统来实现的。但在实际工作中，有杆泵抽油系统因偏磨、振动的共同作用导致抽油杆柱断脱及抽油系统耗能增大。以辽河油田高升采油厂雷家区块为例，该区块是1990年以来陆
石油矿场机械 2015年6期2015-07-23
- 抽油杆经济使用年限的可靠性分析*
0 引言抽油机井杆柱最主要的失效形式是疲劳断裂[1]。抽油杆柱的实际循环应力幅值和抽油杆实际疲劳强度极限常常影响抽油杆柱的疲劳寿命。抽油杆的使用时间越长，表面的划痕和腐蚀斑坑也会越严重，实际的疲劳强度与以前相比也会变低，致使抽油杆柱的可靠性也越来越低。当抽油杆柱的可靠度下降到一定程度时，需要将其报废。因此，我们在研究抽油杆柱疲劳寿命可靠性预测方法的基础上，建立了抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法。1 抽油杆柱应力循环特性的仿真模型1.1 抽油杆柱轴向振动仿
化工装备技术 2015年5期2015-04-12
- 螺杆泵井杆柱失效诊断及应对措施
采油二厂螺杆泵井杆柱失效诊断及应对措施杨晓影1高红枫2蔡 勇3王 轩4熊 飞41渤海钻探井下作业分公司工程地质研究所2青海油田边远油田开发公司3青海油田英东采油厂4青海油田采油二厂采油螺杆泵广泛应用于我国各大油田，尤其在低产井和被列为无开采价值的油井上应用后，使其重新获得了可观的经济效益。螺杆泵杆柱失效类型主要分为杆柱断裂失效，螺纹脱扣、撸扣、粘扣失效，杆柱、油管偏磨失效三种类型，失效类型产生的原因也各不相同。针对每个抽油井杆柱环境的特殊性，选取适宜的杆柱
油气田地面工程 2015年4期2015-02-09
- 螺杆泵井偏磨原因分析及治理措施
研究，下面主要从杆柱和管柱2方面对偏磨原因进行剖析。2.1 杆柱偏磨因素抽油杆柱是螺杆泵井下的主要转动件，其动态状况是螺杆泵抽油理论的基础，因此必须从杆受力的角度分析杆柱偏磨的原因［2］。笔者主要分析拉 （压）应力和离心惯性力。1）拉 （压）应力作用 按照现用的管柱结构，杆柱所受的拉 （压）应力：式中，F为在任意深度x处杆柱所受拉力，N；Fa为杆柱在下端点处转子上端所受力方向向下的力，N；Ff为杆柱在下端点处所受力方向向上的力，N；m为单位长度抽油杆的质量
长江大学学报(自科版) 2014年14期2014-09-14
- 基于三维井眼轨迹的内衬管防偏磨技术研究
的输出转矩、抽油杆柱底部最小应力均有显著降低，而且光杆最大载荷与最小载荷差也有了显著的降低，不但降低了能源消耗，还提高了抽油杆柱的疲劳寿命［1］。国内近几年也开始进行HDPE内衬油管防治油井杆管偏磨的试验和现场应用，获得较好效果［2］。从可查阅的文献看，国内对于偏磨井HDPE内衬油管添加长度、段数以及添加位置目前还主要依靠现场经验，对其理论研究的报道还比较少。为此，本文首先建立基于井眼轨迹的抽油杆三维力学模型，然后借助于可视化仿真技术，利用C＋＋语言研制了
石油矿场机械 2014年4期2014-09-07
- 螺杆泵采油技术的改进和应用的若干思考
磨损的具体原因。杆柱中的质量中心与竖直井筒中的几何中心线之间出现了一定的偏离，旋转过程中，常常会由于质量偏心而产生的离心惯性力会造成杆柱弯曲变形，倘若杆柱弯曲挠度已等同于油管与杆柱的径向间隙，杆柱将和油管间发生摩擦。旋转过程中的杆柱的轴向力在井的进一步深入下慢慢降低。如果实际发生了横向力作用，那么杆柱弯曲情况在所难免，而且杆柱在弯曲和拉压刚度下存在一定的弹性恢复力。随着井深越来越深以及杆柱长度较大时，杆柱不会出现较大的弯曲与拉压刚度，这样就不用判断公转和自
化工管理 2014年23期2014-08-15
- 抽油机井杆柱两级组合节能探讨*
分公司）设计抽油杆柱组合时，若设计的杆柱强度过大，会浪费材料，增加成本；反之，强度过小，导致偏磨破坏。高强度二级杆柱组合的杆柱较细，质量较轻，容易满足强度要求，达到节能降耗的目的。姚春冬等人[1]使用API 方法以及由四杆机构传动效率及井下功率损失的计算公式计算得出，抽油杆柱越重，抽油机四杆机构效率越低、井下功率损失越多，因而抽油机系统耗电增加。井下载荷的大小是决定抽油机能耗的关键，在设计时尽量选择质量较轻的抽油杆柱组合来减轻举升载荷。通过使用高强度的二级
石油石化节能 2014年11期2014-08-07
- 连续抽油杆柱组合设计模板研究与应用
000）连续抽油杆柱组合设计模板研究与应用肖 姝，杭发琴，贺启强，高综启，徐文庆，刘常福（胜利油田分公司采油工艺研究院，山东 东营 257000）连续抽油杆具有质量轻、无节箍、下深大、防偏磨等优势，随着油田不断开发，其应用规模也逐年增加。由于目前没有规范的连续杆组合设计应用方法，使得设计时工作量大、效率低、设计结果不准确。根据胜利油区的油藏地质特征、油井井况条件、生产参数等，通过设计计算，建立了连续抽油杆柱组合设计模板。现场应用表明：有效提高了工作效率和连
石油矿场机械 2014年1期2014-06-05
- 塔河油田双作用抽油泵载荷分析与优化设计
载荷，特别是抽油杆柱设计理论方法的相关报道［1-8］。为此，结合双作用泵的工作原理，对其悬点载荷、理论排量进行分析，建立了双作用泵抽油系统的杆柱设计方法。1 双作用泵的结构原理图1 双作用泵结构示意图如图1，上冲程过程中，柱塞向上运动，A腔容积增大、压力降低，液体通过固定阀进入泵中，完成吸液过程。与此同时，C腔体积受压，液体通过中间排油阀排出，完成排液过程。下冲程过程中，柱塞向下运动，C腔体积增加、压力降低，液体通过中间进油阀进入泵中，完成吸液过程。与此同
特种油气藏 2014年2期2014-05-15
- 玻璃钢－钢混合抽油杆柱优化设计与节能评价
缺乏对玻璃钢抽油杆柱的特性研究和节能效果分析，对玻璃钢抽油杆柱的优化设计尚处于经验状态［2－3］。笔者对有杆抽油系统的行为预测方法进行研究，期望获得相关的设计与分析方法，为油井玻璃钢－钢混合抽油杆柱设计和节能效果分析提供指导。1 玻璃钢－钢混合杆柱模型及求解1.1 玻璃钢－钢混合杆柱系统行为预测模型有杆抽油系统行为预测方法由抽油杆柱的Gibbs波动方程和边界条件（包括悬点运动规律及井下泵的受力条件）组成。当抽油杆为不同材料及杆径的混合杆时，预测模型的Gib
石油地质与工程 2014年3期2014-04-27
- 水平井采油杆柱的变形机理及预防*
研究院水平井采油杆柱的变形机理及预防*吕彦平1吴晗2汪益宁2邬长武1朱明31中国石化石油勘探开发研究院2振华石油控股有限公司3中国石化石油工程技术研究院水平井有杆泵系统在生产过程中，由于井筒内弯曲段的存在，使得井下抽油杆柱与油管之间接触面积大大增加，因此摩擦力增加，在下冲程时抽油杆柱会发生较大的弯曲变形，这种杆柱弯曲会对抽油系统造成严重的负面影响。水平井的井身轨迹决定了举升管柱在井眼中的弯曲，从而带来了杆柱变形而引起的侧压力，在侧压力的作用下杆柱和油管发生
油气田地面工程 2014年12期2014-04-06
- 抽油机井杆柱受力及防偏磨方法研究
一、聚驱抽油机井杆柱受力分析抽油系统抽油杆带动柱塞在抽油过程中，上冲程时，抽油杆由于提升液体重量，使抽油杆处于受拉状态，若井筒相对较直，抽油杆与油管间不会产生摩擦，而下冲程情况就不同了，从图-1受力模型分析，有如下几个主要力作用于抽油杆-柱塞系统：F1：抽油杆自重（包括柱塞）；F2：油管内作用于柱塞环型面积上的液柱压力；F3：柱塞底部液体对其作用力；F4：含聚合物的粘弹性流体对抽油杆柱的法向作用力；F5：杆柱接箍及扶正器在抽油杆运动时所受的液体阻力；F6：
化工管理 2014年12期2014-03-16
- 深斜井条件下三维杆柱力学研究及应用
深斜井条件下三维杆柱力学研究及应用万朝晖1赵瑞东2（1.中国石油技术开发公司，北京 100028；2.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）随着深层油藏的开发和绿色油田的推进，深井、大斜度井、丛式井日益增多，复杂井眼条件下有杆泵井举升存在偏磨严重，检泵周期缩短的问题，杆管偏磨机理一直没有得到较好解决。考虑井眼轨迹、流体黏滞阻力以及扶正器的影响，建立了三维杆柱动力学模型，通过求解得到了三维侧向力的动态分布规律。计算结果表明，抽油杆中和点以下侧向力方向易
石油钻采工艺 2014年5期2014-03-11
- 基于偏磨分析的杆柱磨损寿命预测模型
原因之一。目前对杆柱磨损的研究，多集中于预测偏磨位置以及扶正器的安放位置等领域。笔者从假设杆管已发生偏磨入手，对杆柱发生磨损后的杆柱的磨损规律进行研究，并建立了杆柱磨损寿命模型，使用该模型可以预测杆柱的断脱时间，可以为分析抽油机井的检泵周期提供一定的理论分析依据。1 抽油杆磨损机理分析通常，机器零件的摩擦副从运行到破坏都要经历磨合磨损、稳定磨损、剧烈磨损等3个阶段，并表现出不同的磨损特性（磨损的严重程度）。磨合磨损阶段出现在摩擦副开始运行时期，磨损率随时间
石油钻采工艺 2013年1期2013-07-16
- 加装减载器的抽油杆柱设计方法研究
加装减载器的抽油杆柱设计方法研究赵海洋1，刘振东2，丁康玉3，王金东1（1.东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318；2.大庆钻探钻井生产技术服务二公司，辽宁松原138000；3.大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆164325） ①减载器可降低抽油机悬点载荷，但改变了抽油杆柱的受力状态，常规的多级抽油杆柱组合已不适用于加装减载器的杆柱组合。考虑减载力的影响，基于静等强度准则，结合减载器处杆柱应力状态，提出了杆柱组合的改进设计方法，
石油矿场机械 2012年8期2012-12-11
- 流体作用下钻柱运动状态试验研究
不同排量条件下的杆柱振动试验和不同轴向激振力、不同转速、不同排量条件下的杆柱旋转试验。试验结果表明，激振频率、转速和循环流体是影响钻柱运动状态的主要因素。在空气介质的情况下，随着激振频率的增加，杆柱的横向位移基本保持不变，轴向激振力、轴向加速度有显著增加；在循环流体作用下会减小轴向激振力、轴向加速度的增长趋势。在空气介质的情况下，随着转速的增加，轴向激振力变化不大，而钻柱的横向位移、杆柱轴向加速度均呈现出增加的趋势；但在循环流体的作用下，轴向激振力、振幅及
石油矿场机械 2012年1期2012-12-08
- 玻璃钢－钢混合抽油杆优化设计
0）①以防止底部杆柱受压失稳为前提，提出以系统优化为目标的玻璃钢－钢混合抽油杆柱设计方法。采用新方法快速确定最佳杆柱比例，给出了混合杆柱设计方法及步骤；根据油田区块的特点，应用等级参数加权法确定评估系数，实现抽油系统优化设计；根据模型进行编程，并对油田实际生产井进行设计。设计方案能够满足生产实际要求，具有下泵深度增加、产量增加、悬点载荷减小等优点。玻璃钢抽油杆；最佳比例；优化设计玻璃钢抽油杆柱经过多年的发展，已显示出其优越性［1－4］。例如，玻璃钢抽油杆柱
石油矿场机械 2012年5期2012-09-11
- 螺杆泵井近泵抽油杆柔度对偏磨的影响
元法建立了螺杆泵杆柱运动的瞬态动力学模型。该模型模拟了螺杆泵生产时杆柱的实际运动状况，考虑了抽油杆柱的振动对横向运动的影响。研究了近泵处柔性杆的长度和弹性模量对杆柱横向位移的影响。结果表明，增加近泵处抽油杆的弹性模量有助于减少杆柱的振动，即减少了偏磨。该模型不仅适用于直井，也适用于斜井。螺杆泵井；防偏磨；近泵处；柔度近几年螺杆泵采油技术日趋成熟，各项技术指标得以提高，尤其是螺杆泵寿命明显延长，已基本能够满足油田的需要。但是，随着地面驱动大排量螺杆泵采油技术
石油矿场机械 2011年8期2011-12-11
- 定向井抽油杆柱空间形态的计算方法
72)定向井抽油杆柱空间形态的计算方法狄勤丰1，2，王文昌1，2，胡以宝1，2，姚建林1，2(1.上海大学上海市应用数学和力学研究所，上海 200072;2.上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室，上海 200072)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
中国石油大学学报（自然科学版） 2011年3期2011-01-22
- 螺杆泵抽油杆柱瞬态有限元分析
) *螺杆泵抽油杆柱瞬态有限元分析党延祖(吐哈油田公司三塘湖采油厂,新疆哈密839009)*运用ANSYS有限元分析软件,建立了螺杆泵抽油杆柱瞬态非线性有限元模型,针对杆柱初始缺陷及振动对杆柱的影响,采取在侧向变形及接触力较大的部位安装扶正器的措施来消弱杆柱的振动、减小杆柱侧向变形。通过分析结果,得出了抽油杆柱扶正器的合理配置方案,该方案能够减少杆管偏磨,预防杆柱断脱,延长检泵周期。螺杆泵;抽油杆柱;防断脱;有限元随着地面驱动螺杆泵采油技术的进一步推广应用
石油矿场机械 2010年12期2010-12-11
- 玻璃钢抽油杆技术性能与应用探讨
油井。设计玻璃钢杆柱和确定其工作制度时,必须考虑载荷系数、频率系数和阻尼系数对冲程长度的影响。玻璃钢抽油杆;性能;应用;现状有杆泵采油是国内外广泛采用的一种采油方式,抽油杆柱是其关键部分,钢抽油杆柱有很多致命的弱点,玻璃钢抽油杆近年来已逐步应用于油田。为了优化玻璃钢抽油杆杆柱组合和使用条件,进一步提高其使用性能和扩大应用范围,国内外对玻璃钢抽油杆的性能和使用条件进行了广泛研究。1 美国对玻璃钢抽油杆的研究1.1 矿场试验[1]世界上首先开发和使用玻璃钢抽油
石油矿场机械 2010年1期2010-12-11
- 螺杆泵井抽油杆柱扶正器安放位置设计方法
5)螺杆泵井抽油杆柱扶正器安放位置设计方法纪国栋(中国石油集团钻井工程技术研究院,北京100195)针对部分学者对抽油杆柱扶正器安放位置优化设计方法大多只考虑某一个影响因素而不能从根本上解决杆管偏磨问题的现状,从井眼曲率、抽油杆柱旋曲、扶正器与杆管柱的间隙、转动惯性等因素入手,采用材料力学中的挠曲线方程和有限元法对杆柱运动状态进行了分析,给出了抽油杆柱扶正器位置的设计方法,从理论上解决了杆管偏磨问题。螺杆泵;抽油杆;偏磨;扶正器;井眼曲率随着螺杆泵采油技术
石油矿场机械 2010年4期2010-12-08
- 定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建立
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
中国石油大学学报（自然科学版） 2010年2期2010-01-03