电加热柔性连续抽油杆的研究与应用

介绍了一种将柔性抽油杆和加热电缆合为一体的新型抽油杆———电加热柔性连续抽油杆。着重介绍了电加热柔性连续抽油杆的结构、特点和优越性。与D级抽油杆及传统的电热杆相比,电加热柔性连续抽油杆具有更好的力学性能。现场应用情况表明,该种抽油杆在深井稠油的开采中能取得比传统装置更高的经济效益,具有广阔的发展前景。     

抽油杆柱动态特性的计算机模拟

在分析有杆抽油系统抽油杆柱井下基本工况、运动和动力特性的基础上 ,根据抽油机光杆运动方程 ,确定了抽油杆柱井下运动的 4个时间区段及边界条件。采用有限元软件MARC按不同时间区段对多级抽油杆柱的运动和动力学特性进行计算机模拟 ,得到计算机模拟的地面示功图和抽油杆柱一个上下冲程循环中各节点的位移与载荷随时间变化的动态特性曲线。分析对比计算机模拟曲线和实测曲线表明 ,采用有限元软件MARC获得的抽油杆柱计算机动态模拟结果与测试结果基本吻合 ,前者可作为后者的度量基准 ,动态模拟曲线还可为游梁式抽油机设计和井下故障诊断提供理论依据     

油井电缆加热优化设计的数值模拟

利用井下电加热解决高凝油井的结蜡问题目前正处在现场实验阶段,为了使井下电加热达到优化节能目的,通过研究建立的数学模型,特别考虑并处理了加热源项问题,利用有限差分方法导出方程组,采用D4排序方法直接求解。模拟软件计算速度快,收敛性稳定。应用结果表明用空心抽油杆电加热热效率较高,管外电缆加热经优化设计也可节能15%以上。     

电加热抽油杆

为适应稠油井的抽油，加拿大石油公司提出了一种“连续电缆力。热空心抽油杆”（特制空，：杆为中国专利）。抽油杆和电缆形成一个闭合电路，使杆、管和流体温度升高，从而降低了原油粘度，阻止蜡析出，增强流动性能。其井口温度保持为35～gO℃，井下温度可按要求调节。电加热抽油杆@周波     

柔性连续碳纤维抽油杆应用软件开发

本文以简易公式法为理论依据,在充分考虑油管回压的基础上,结合柔性连续碳纤维抽油杆的具体特性,并运用计算机编程技术,编制出了一套碳纤维—钢混合抽油杆应用设计软件。通过输入油井工况数据,利用该软件可有效设计出配重杆的规格及长度等施工数据,并能预测产液量,同时所有信息都能及时存放到各自对应的数据库中。现场应用表明,该软件具有较高的精度,能够满足工程需要。     

三维井眼抽油杆工作行为仿真研究

针对造成抽油杆、管偏磨的原因及目前理论研究的不足,采用计算机仿真技术,应用有限元软件ANSYS对抽油杆柱变形、接触及受力状态进行分析,找出了定向井、水平井中容易发生偏磨的部位及接触力。建模时采用Pipe16单元模拟抽油杆和活塞,采用Contac176和Target170单元来模拟柔性抽油杆与刚性油管的接触。仿真结果表明,抽油杆在上下行程中将产生很大的屈曲并和油管壁发生激烈的碰撞,下行程的屈曲状态较上行程更为严重;抽油杆底部接箍和光杆均可能与油管壁发生接触碰撞,但接箍部位的接触力更大,更易磨损,而上部的抽油杆则摆动幅度较小。     

连续钢丝绳柔性抽油杆及其在濮城油田应用

简要介绍了连续抽油杆的发展概况、连续柔性抽油杆的结构、机械性能和特点 ,与普通的D级抽油杆相比 ,连续钢丝绳柔性抽油杆有更优越的机械性能。根据现场试验 ,介绍了连续柔性抽油杆的选井条件和使用条件 ,该种抽油杆在濮城油田 5口井应用表明 ,单井泵效提高了 1 4.7% ,取得了较好的效果。     

钢丝绳柔性抽油杆特性及应用研究

钢丝绳柔性抽油杆是一种特种密封钢丝绳的连续抽油杆,RS系列钢丝绳柔性抽油杆与普通D级抽油杆进行比较,抗拉强度高1．54倍,破断张力高1．20倍,在中原油田10口井应用,单井泵效提高14．7％,文中介绍柔性抽油杆的发展简况,RS系列柔性抽油杆的结构,特性及优点,并评价现场应用中选井的条件及效果。     

连续钢丝绳柔性抽油杆及其在濮城油田应用

简要介绍了连续抽油杆的发展概况、连续柔性抽油杆的结构、机械性能和特点，与普通的D级抽油杆相比，连续钢丝绳柔性抽油杆有更优越的机械性能。根据现场试验，介绍了连续柔性抽油杆的选井条件和使用条件，该种抽油杆在濮城油田5口井应用表明，单井泵效提高了14．7％，取得了较好的效果。     

关于我国发展柔性连续抽油杆的几点看法

常规钢抽油杆在机械采油应用中存在的主要问题已成为制约有杆机械采油进一步发展和扩大应用的“瓶颈”。柔性连续抽油杆的主要特点表明，我国有必要发展柔性连续抽油杆取代大量使用的钢抽油杆。综述了国外半刚性抽油杆、钢绳、复合材料带和钢带等柔性连续抽油杆的型式、材料、性能、现场应用及优缺点。最后，针对我国油田的实际情况，提出了我国应尽快研制不同型式、不同材料的柔性连续抽油杆及相应的配套设备与工具；研制结构简单、工作可靠、泵效高的各类杆式泵；研究采用柔性连续抽油杆实现深抽采油的原理及工艺方法等几项建议。     

钢丝绳抽油杆抽油系统的理论体系研究综述

文章不仅论述了当前钢丝绳抽油杆抽油系统研究的主要方法，结论和观点，同时详细讨论了目前研究中存在的主要问题，提出了建立钢丝绳抽油系统理论体系的基本内容及解决方案。目前，钢丝绳抽油系统的理论分析基本都采用与常规钢杆抽油系统相同的方法，建立的动力学模型，并没有明显反映钢丝绳抽油杆的结构特征和力学特性，在其振动议程中完全套用常规钢抽油杆杆体振动阻尼系数，根据该振动方程的求解结果，对钢丝绳抽油杆抽油系统工作的实际情况难以作出正确的分析，从而也难以对钢丝绳抽油杆抽油的实际油井示功图及其产量与泵效提高的原因作出准确的解释。因此，十分有必要建立完善而且能较全面地、客观地、系统地反映钢丝绳抽油杆特点的抽油理论体系。     

基于集肤效应的空心抽油杆电热系统的数值计算

基于集肤效应原理及电磁场有关耦合理论,利用有限元方法,推导了描述交流电加热井下原油的数学物理模型。在数值计算中,假设在同一级空心抽油杆和杆内电缆在每个截面上的电磁场完全相同,并忽略空气中的漏磁。根据建立的模型,对加热系统中空心抽油杆及杆内电缆的电磁场进行了模拟和分析,得出了在不同的操作频率下,空心抽油杆及杆内电缆的电流密度分布情况以及频率与集肤深度的关系。计算结果表明,电流频率越高,集肤深度越小。对空心抽油杆而言,电流主要分布在杆体的内表面上,因而该装置使用安全。     

玻璃钢－钢抽油杆柱振动频率的有限元法计算

合理设计玻璃钢－钢抽油杆柱，可使该混合杆柱的纵向振动固有频率更接近抽油机的工作频率，实现泵的超行程，从而增加产液量。本文建立了混合杆柱的有阻尼纵向自由振动有限元模型，并采用兰索斯法求解这一多自由度的ＭＣＫ型特征值问题。经实例计算，有限元法比ＡＰＩ计算法和Ｔｒｉｐｐ计算法精确，适用性强，可用于不同类型混合杆柱的设计计算。     

玻璃钢－钢抽油杆柱振动频率的有限元法计算

合理设计玻璃钢－钢抽油杆柱，可使该混合杆柱的纵向振动固有频率更接近抽油机的工作频率，实现泵的超行程，从而增加产液量。本文建立了混合杆柱的有阻尼纵向自由振动有限元模型，并采用兰索斯法求解这一多自由度的ＭＣＫ型特征值问题。经实例计算，有限元法比ＡＰＩ计算法和Ｔｒｉｐｐ计算法精确，适用性强，可用于不同类型混合杆柱的设计计算。     

电加热空心抽油杆温度分析与应用

基于集肤效应原理及电磁场和温度场的有关耦合理论,利用有限元方法,建立了空心抽油杆交流电加热系统温度分析模型,对空心抽油杆内壁和外壁的温度变化进行了数值模拟并对抽油杆杆体温度变化影响因素进行了分析.结果表明,空心抽油杆杆体的温度分布与电流频率和通电时间具有一定的函数关系.频率越高,杆体温度越高;通电时间越长,杆体的温度越高.可以通过改变交流电的频率和通电时间,控制空心抽油杆杆体的温度,来适应不同性质稠油的开采.实际应用算例表明,将空心抽油杆温度分析用于估计稠油预热时间,可为稠油开采中电加热系统的加热频率和通电时间的合理选择提供参考.图8表1参11     

钢丝绳柔性抽油杆抽油装置图表选择法的研究

对柔性连续抽油杆抽油装置图表选择法进行了简要的理论分析。为了保证柔性抽油杆在工作中下冲程过程的正常回落 ,在钢丝绳的末端设置了一定长度的加重杆 ,所以柔性杆的最大下泵深度为钢丝绳和加重杆两部分长度之和。另外 ,针对钢丝绳抽油杆自身弹性模量小、弹性大的特点 ,提出了确定泵柱塞有效冲程的新的计算理论 ,并且在青海尕斯库勒油田 16 - 6井实际验证了上述理论计算的正确性。