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    抽油杆偏磨机理及扶正器校正理论研究
    发布日期:2018-05-29

    有杆泵机械采油方法是在垂直井中开采石油的传统方法。因该方法结构简单、适应性强、寿命长,并为群众所熟悉。但在有杆机械采油过程中,时常会发生抽油杆与油管的相互磨损,造成杆断、杆脱、管漏等事故,缩短油井免修期,影响油井正常生产,增大作业成本投入。
      一、抽油机杆管偏磨的主要危害
      抽油机杆管偏磨的主要危害主要表现在以下三方面:
      表现之一是抽油杆接箍的磨薄、磨碎甚至磨掉造成杆断脱,杆本体的磨细造成杆断。
      表现之二是油管磨薄,磨出沟甚至裂缝和孔洞,油管丝扣磨透等造成油管漏失。杆管偏磨直接造成的油管漏失占50%。
      表现之三是因抽油杆断脱和油管漏失双重原因导致停产,杆接箍磨平造成杆断脱,同时油管本体偏磨透造成油管漏失。
      由于杆管偏磨带来的严重危害,现在各个油田都在对管杆的偏磨机理及配套技术进行各种的研究,研究油井偏磨的规律和影响因素,希望能从根本上解决油井偏磨问题。
      二、抽油杆柱及管柱偏磨主要机理
      上冲程时,油管下部是弯曲的。因为上冲程游动凡尔关闭,液柱载荷由油管转移到抽油杆上,油管卸载而发生弹性收缩,此时油管张力小,从深井泵到中和点这一段油管发生弹性螺旋弯曲。下冲程时,抽油杆是受压弯曲的。因为下冲程固定凡尔关闭,液往载荷由抽油杆转移到油管上,抽油杆卸载而发生弹性收缩弯曲。摩擦阻力、浮力等加重了抽油杆弯曲.由于以上两种因素的制约作用,油管、抽油杆均弯曲成螺旋形,抽油杆接箍每间隔一段距离就与油管偏磨。
      三、抽油杆柱及管柱偏磨的主要影响因素
      引起杆管偏磨的具体因索是多方面的,总结一下可以发现主要的影响因素有:底部抽油杆弯曲、沉没度、井斜、封隔器坐封力、抽油杆扶正器、井口回压和井口盘根、产出液含水率、产出液的腐蚀性。其实造成管杆偏磨的原因是物理受力与化学反应两方面相互作用的结果,先是物理的受力不平衡引起了弯曲,使管杆发生少许的偏磨,同时由于化学物质的腐蚀使偏磨加剧,两者相互   ,管杆的偏磨程度越来越严重,终造成了油管和抽油杆的失效。
      ①研究了抽油杆柱及杆柱偏磨的主要机理,找出影响杆柱偏磨的主要影响因素。
      ②通过对杆、管柱进行力学和运动分析,详细剖析杆柱所受的各种摩擦力和中和点以下螺旋弯曲的机理,找出抽油杆稳定性和形成弯曲的条件.针对当前抽油井生产方式的多样性,考虑抽油杆的约束条件和井斜角、方位角的变化等边界条件后,根据井身轨迹建立抽油杆力学模型。
      ③根据建立的力学模型,以节点分析法,以相邻两个节点之间的杆柱的大挠度小于管半径为优化目标,以满足杆柱强度和工艺技术要求作为约束条件,应用优化技术理论,建立扶正器间距、扶正器个数优化设计方法.根据建立的优化设计方法和模型,获得了扶正工具的合理间距的计算公式。