有杆抽油泵效率的校核与计算

有杆抽油泵效率用实际排量与理论排量的比值计算，由于实际计量的误差，使实际排量的准确性不高，而使有杆抽油泵的效率与实际情况产生很大的偏差。根据有杆抽油泵的杠杆原理，以实测静载示功图为基础，得出实测静载示功图与理论静载示功图的做功面积之比作为校核有杆抽油泵效率的计算公式，就克服了以排量为基础计算效率的误差。通过对６０口井的计算表明，其平均误差为３．８８％，最小误差只有０．３７％，最大误差为１８．６３％     

抽油井示功图实时诊断与预警系统

抽油井示功图实时诊断与预警系统是通过波动方程得到井下泵示功图后,根据泵完成一个抽吸周期的特征,对泵示功图信息进行分析,以预测并得到柱塞冲程、充满程度和产液量等参数.整个系统主要分为实时诊断数据库建立、后台实时诊断与计算以及诊断结果实时发布三部分.陆梁油田作业区应用本系统,累计完成诊断10 769井次,发现问题井312井次,工况诊断符合率90％以上;应用示功图计算产液量,统计有效井次10 51 6次,对比油井单量数据,示功图计算产液量误差小于20％的并次占有效井次的83％,诊断效果较好.     

运用修正古德曼图优化抽油机井参数

抽油机井井下故障的主要形式为抽油杆断脱,为有效解决这一难题,对抽油杆承载的应力幅进行计算.运用修正古德曼图校核抽油杆实际承受的应力幅,对超应力幅运行的抽油机井及时进行参数优化;并对要调整参数的抽油机井提前预测调整后抽油杆可能承受的应力幅,预测超应力幅的抽油机井不进行参数调整.对上产井应用抽油机泵况图、修正古德曼图,共上调参数67井次,调参后平均理论排量由107.5 m<,'3>/d调到138.4 m<'3>/d,日产液由62 t升至73 t,日产油由3.9 t升至4.7 t.     

抽油机示功图量油原理及应用

把抽油机井抽油泵作为容积量油器,以理论示功图为基础,通过抽吸参数计算每冲次抽油泵的理论产液量,依据柱塞泵示功图的特征对泵内液体的充满程度、气体影响、漏失等进行校正,即可计算出单井的产液量.利用示功图检验产液量操作方便、快捷且直观,用于检验正常生产井的产液量准确可靠.     

抽油杆柱受力状况井下检测装置的应用分析

抽油杆柱下部载荷和位移难以准确描述,使抽油杆柱的设计受到一定的限制,为此研制了抽油杆柱受力状况井下检测装置。该装置结构与抽油杆接箍一样,可以安装于抽油杆柱的任何部位,传感器采用了微耗电系统,可以在井下连续工作1年以上。油井工作时,井下抽油杆的负荷、温度、位移及流体压力等参数经处理后存储于存储器中,起出抽油杆后,存储的数据经PC机的相应程序进行处理后,获取所需的数据和示功图。通过对不同位置上实测示功图的分析对比,近泵口位置的传感器由于消除了杆柱运动的影响,所测示功图更准确地反映了泵的实际工作状况。9口井的现场应用表明,该装置测量的示功图能准确地反映油井的工作状况。     

基于实际井眼轨迹的有杆泵抽油系统泵工况诊断方法

井下泵工况的诊断是油田抽油杆系统的重要研究内容,根据基于实际井眼轨迹的抽油杆柱三维动力学振动方程,通过有限差分法进行时间和空间上的离散,并以实测近地面示功图为井下动态参数诊断的边界条件,迭代计算抽油杆柱任意截面一个周期内的载荷位移变化关系,实现对有杆抽油系统快速、准确的诊断,并利用井下实测功图数据来验证诊断结果的正确性。结果表明,利用本文方法诊断的泵示功图具有很好的精度,误差小于5%。     

抽油机斜直井杆管接触与磨损力学模型

斜直井中抽油杆在上下往复运动过程中,轴向力周期性地拉压变化:受拉时,抽油杆在扶正器限制下被拉直,不与油管发生接触;受压时,当抽油杆所受的压力大于临界压力值,将发生失稳,失稳过大会与油管接触并伴有接触力。接触力的存在对抽油杆柱与油管的安全生产极为不利,特别是高含水油井,抽油杆与油管间发生水性研磨,将增加抽油杆的断脱几率或加快油管磨穿速度。从杆管接触理论关系出发,利用力矩原理,计算杆管接触力的大小;结合现场井下作业油管创口形态,建立理论示功图条件下的油管柱创口模型,预测油管磨穿时间,并利用缝隙流理论预测了漏失量。通过该方法计算得到的油管磨损理论创口形态与现场实际较为接近,针对复杂示功图可用近似标准示功图代替。     

石南21油田抽油光杆上部断脱分析及对策研究

抽油井光杆连接抽油机悬绳器与井下抽油杆柱,承受井下抽油杆柱及液柱载荷,随着抽油机驴头上下往复运动带动井下杆柱及抽油泵活塞上下往复运动,达到抽汲作用。生产实践中,经常发生抽油井光杆上部断脱,造成油气泄露、环境污染等生产事故,严重地影响了油田的正常生产。本文结合石南21油田生产实际,应用自动化监控资料分析抽油井光杆上部断脱原因,提出预防措施。     

用示功图确定抽汲混气液时加深泵挂的方法

本文根据抽油泵抽汲混气液时活塞下行过程中泵内压力的倒数与活塞实际移动距离之间呈线性关系这一规律,提出利用实测示功图确定抽油泵需要加深深度的方法。     

井下泵功图获取动液面深度的计算方法

由于抽油井抽油过程存在多种复杂情况,地面示功图无法真实反映井下的工作状况,为此提出一套基于泵功图获取动液面深度的简化方法。此方法的核心是根据经典吉布斯波动方程将地面示功图转换到井下泵功图,通过分析泵在工作时的受力关系,得出理论计算模型。通过对比计算发现,此方法可以简单快速计算得出动液面深度,与实测值相比误差较小,能够将其应用于因复杂的井下条件而无法准确测试动液面的油井。     

定向井有杆抽油系统抽汲参数的优化设计和仿真模型

综合分析了复杂结构定向井井眼轨迹、杆管间摩擦力、抽油机悬点运动规律、抽油泵气体影响或供液不足的井下实际边界条件对抽油杆柱轴向振动的影响,建立了定向井抽油杆柱轴向振动仿真模型,利用该模型实现了悬点与泵示功图的自动快速仿真。根据仿真示功图,建立了定向井有杆抽油系统效率的仿真模型。系统分析了定向井井眼轨道对杆管摩擦力、摩擦功率及系统效率的影响。综合考虑油井产能协调、油井配产、抽油机承载能力、抽油杆柱强度与电动机功率利用率等约束条件,以系统效率最高为目标函数,提出了定向井抽汲参数优化设计的计算机仿真方法,开发了定向井有杆抽油系统抽汲参数优化设计的计算机软件。现场试验结果表明,该软件系统具有较高的仿真精度。     

有杆泵采油设备的新进展

杆式泵(包括塔式泵)是目前应用最广泛的人工举升装置,它应用抽油杆的垂直运动或铜缆带动井下柱塞泵工作.本文介绍的是美国五家公司研制应用的4种新型泵抽系统和3种配套设备与技术:用于杆式泵的Rotaflex长冲程系统、燃气发动机驱动系统、低成本杆式泵、矮型泵、用电缆替代抽油杆技术、抽油杆接箍和用井下示功图计算泵的进口压力.     

变排量压裂抽汲联作抽油泵的研制与应用

针对试油工艺技术在试油排液尤其是低渗探井试油酸化压裂后试油排液方面的不足,研制了变排量压裂抽汲联作抽油泵。该泵能在不动酸化压裂管柱条件下,通过上提下放抽油杆带动井下变排量压裂抽汲联作抽油泵,实现大泵快速排液、小泵抽汲求产,落实油井产能的目的。8井次的现场应用结果表明,排液系数提高到原来的2³倍,平均泵效增加11.6%,大幅缩短了排液时间,提高了生产效率。     

抽油杆弹性振动规律在油井诊断技术上的应用

有杆抽油方式普遍存在抽油杆的弹性振动问题。由于抽油杆柱是弹性体,在抽汲运动过程中,当受到自身的惯性负荷与液柱的惯性负荷的影响时,必然引起弹性振动,这种弹性振动规律可以通过示功图表现出来。为此,研究了抽油杆弹性振动规律和泵工作状况的内在联系,提出了利用弹性振动规律来分析示功图及计算抽汲速度、泵挂深度和断脱深度等参数的方法。     

有杆泵抽油井地面边界条件的分析

对描述有杆泵抽油井三维振动的数学模型进行了进一步的研究,主要分析了地面边界条件中油管速度和液柱压力变代后对示功图的影响。计算表明,各油管在井口处存在微振动或液柱出口压力有变化时,地面示功图和井下示功图均无明显变化。这就证明以往的假设(v_t(0,t)=0,P_f(0,t)=P_0=常量)是合理的。     

不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法

有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型。以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力、动液面、地层流压等参数进行模拟计算,建立了不同供液状况下有杆抽油泵举升过程参数连续模拟计算方法。研究结果表明,该方法能够满足供液不足工况下油井动液面计算的精度要求,为井筒举升分析、工作制度优化调整提供了理论依据。     

小井眼定向井抽油杆柱底部边界载荷确定方法

抽油杆柱底端的示功图(泵功图)作为抽油杆柱动态特性计算分析的边界条件具有十分重要的价值。由于定向井的实际井眼轨迹的复杂性、动液面的不准确性及流体的多相性等的综合影响,造成目前广泛使用的理论计算公式有较大的局限性。通过长庆油田小井眼井的实测数据,分析了动态参数的变化规律,并利用实测结果分析了抽油杆柱扶正器对载荷、压力的影响规律。结果表明,现有的经验公式计算结果与实测结果有较大差异,扶正装置的存在对抽油杆柱底端的载荷影响很小。     

低产抽油机井动态参数仿真模型与提高系统效率的途径

综合考虑柱塞运动规律、阀球运动规律、阀隙瞬时流量与油井流入特性等因素的影响,建立了流体进泵规律与泵筒内瞬时压力的仿真模型,以此为依据改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型,进而建立了基于抽油杆柱纵向振动与流体进泵规律耦合的抽油机井示功图动态仿真模型;基于流体瞬时进泵规律,建立了抽油泵充满系数、漏失系数的仿真模型,从而改进了排量系数计算模型。对比仿真结果表明,所建立的系统动态参数仿真模型具有通用性,可以提高低沉没度供液不足油井示功图、排量系数与系统动态参数的仿真精度。仿真优化算例表明：①大泵径、长冲程与低冲数的抽汲参数设计原则仍然适用于低产抽油机井的节能设计,但最低冲数存在界线,同时最低冲数界限也限制了泵径上限;最低冲数界限随泵间隙的增加而增加;②对于严重供液不足油井,通过合理降低冲程与冲数,可以确保在油井产液量下降率低于5%的条件下,使系统效率最高提高近120%;③在油井产液量一定、下泵深度相同的条件下,优化冲程、冲数与泵径组合可以显著提高系统效率,仿真算例的系统效率变化范围为9.43%~17.48%;④在油井产液量与流压一定条件下,综合优化下泵深度、冲程、冲数与泵径可以显著提高系统效率,优化算例的系统效率由10.56%提高到31.49%。     

高含水期井下工具失效与示功图特征分析研究

针对高含水期油井示功图分析诊断与井下工具失效实际状况不符的情况,对8O口井井下工具失效的描述、实测示功图、井口憋压等现场作业资料进行跟踪、积累和归纳分析,得出油井发生抽油杆断脱、油管漏失、柱塞与泵筒间隙漏失、游动阀漏失等故障时示功图特征及井口憋压特点。分析研究认为,分析诊断高含水期油井井下工具工作状况时,除参考依据上述示功图外,还需结合憋压、悬点载荷变化和相关计算进行综合分析。     

偏心变排量抽稠泵的研制与应用

河南油田稠油热采井举升主要以抽稠泵、偏心抽稠泵及水平泵等为主要技术手段,周期机抽产液量变化较大,导致转抽初期排液慢、转抽末期拿油难,降低了稠油热采井的开采效率。为此,研制了偏心变排量抽稠泵。偏心变排量抽稠泵大小柱塞之间设计有轨道式脱接机构,能够实现大小柱塞的对接及脱开,从而切换抽油泵的功能及排量。尾部设计有脱接显示机构,能够准确判断出脱接状态。