钢丝绳抽油杆抽油超冲程分析(续)

檀朝东,张嗣伟(石油大学(北京),北京102200)3　钢丝绳加重杆组合杆和常规钢杆多级杆固有频率分析　　对多级钢杆　　p1=fcgπa2L;(13)N1=30p1π=fcg15La。(14)式中,fcg为多级钢杆频率系数,无量纲。符合API抽油设计的频率系数为[6],1 24≥fcg≥1,所以最小固有基频为f1=πa2L,N1=30p1π=15aL。(15)就钢丝绳组合抽油杆而言,一般为钢丝绳与常规钢杆组成的二级杆,其固有基频各阶固有频率通过理论推导应满足tg(π2·aa1·L1LFc)tg(π2·aa2·L2LFc)=A1E1a1A2E2a2,(16)f1=Fcπ2αL,(17)N1=Fc15αL,(18)取a=5189m/s(a为常规钢杆声波速度);…     

钢丝绳抽油杆抽油超冲程分析

通过对钢丝绳抽油杆和常规钢杆振动模型固有频率的分析，从理论上分析了钢丝绳抽油杆和常规钢杆振动形成谐振(超冲程)的奈件；同时讨论了振动阻尼系数对共振的影响关系，从理论上得出了钢丝绳抽油杆在抽油时更易形成超冲程，进而从理论上解释了钢丝绳抽油杆在抽油过程中的泵效较高的事实，进一步解释了当前人们对钢丝绳应用和研究中的一些疑点和难点，为钢丝绳抽油系统的设计和应用提供了重要的理论指导。     

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。     

钢丝绳连续抽油杆抽油系统柱塞超冲程的初步分析

根据钢丝绳连续抽油杆抽油系统在油田使用的实际情况,用振动理论初步分析了钢丝绳连续抽油杆抽油系统柱塞产生超冲程的原因,提出了柱塞实际冲程的计算公式,并以此分析了产量和泵效提高的原因。最后,为提高钢丝绳连续抽油杆抽油系统柱塞的实际冲程和扩大使用这项技术,提出了一些有益的建议。     

人工神经网络技术对钢丝绳柔性抽油杆抽油机井故障诊断研究

介绍了利用人工神经网络(ANN)技术和计算机图像处理技术对钢丝绳柔性抽油杆抽油装置进行故障诊断的方法。对示功图进行了二值化、滤波和正规化处理，获得了人工神经网络的输人向量，输出结果则表示可能发生的故障形式。采用BP网络．最后给出了一个诊断实例。     

钢丝绳替代抽油杆的研究

钢丝绳具有自重轻、强度高、弹性好、柔软性好等特点，长期工作极少骤然断裂，是替代抽油杆的理想材料。钢丝绳承载初始有纯结构伸长、抽油绳时，应选用特型密封绳作预拉伸处理，并在表面涂覆防腐包层，使之防断脱、耐磨损和具有高回弹性能。钢质抽油绳工作寿命长，并能使井下泵柱塞超行程工作，提高单井产液量。在试用阶段，可利用现有井下和地面采油设备作油井试验，取得相关数据后，再进一步改进完善。图１表１参７     

钢丝绳抽油杆柱的加重杆优化设计

针对钢丝绳柔性抽油杆的问题,提出了加重杆的设计方案。对加重杆的质量原则、设计原则以及疲劳强度的计算进行了优化设计,给出了一种钢丝绳柔性抽油杆加重杆优化设计原则与计算方法,现场应用表明可获得较好的综合效果。     

关于钢丝绳抽油杆抽油技术的发展前景

自从1996年,笔者在中国石油和石化工程研究会第6届年会上发表《关于我国发展柔性连续抽油杆的几点看法》[1]以来,据不完全统计,钢丝绳抽油杆抽油技术已在华北、青海、大港、中原、辽河、大庆、冀东和胜利等油田相继试用,总共下井90余口[2]。尽管这项技术已初步显示出其优越性(由于没有接箍,可避免一般抽油杆断脱事故和消除活塞效应、提高泵效等),从而引起一些油田的关注,但由于其技术还有待完善,至今还没有在我国采油生产中产生较大影响,以至对它的发展前途产生了疑问。应当指出,采用我国具有自主知识产权的特种钢丝绳抽油杆取代常规抽油杆…     

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。     

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。     

钢丝绳抽油杆抽油系统抽油模式的选择

用预测方法来研究钢丝绳抽油杆抽油系统的抽油模式,可确定在中、低产量深井中应用此抽油系统的最佳油汲参数、杆柱组合、抽油机机型等.研究结果表明,在中、低产量深井应用此抽油系统时,长冲程、低冲次、中小泵径、油管锚定、直径较小的钢丝绳杆与直径较大的加重钢杆组成的抽油混合杆柱是最佳抽油模式.该模式有利于提高泵的有效冲程及系统效率,降低能耗.采用液压抽油机有利于充分发挥钢丝绳抽油杆的有效冲程,而稠油大泵强采则不利于此杆优点的发挥.     

柔性连续抽油杆表面防护材料的试验研究

柔性连续抽油杆由于钢丝绳含碳量高 ,耐腐蚀性能差 ,以及工况的特殊性和油田腐蚀环境的复杂性 ,存在严重的腐蚀问题。鉴于此 ,选用柔性连续抽油杆表面防护涂层材料及相关材料进行了老化性能和拉伸性能的综合试验、熔融指数测定试验和腐蚀性能试验等多种对比试验研究。结果表明 ,在用的表面防护材料PA6— 2和拟选用的表面防护材料PA66— 1等尼龙类工程材料具有强度高、韧性好、高低温性能好、加工性能好和耐腐蚀性能好等优点 ,能够满足柔性连续抽油杆在油井环境下的表面防护要求。     

柔性连续抽油杆防护材料配方研究

针对柔性连续抽油杆下井作业时表面防护尼龙涂层低温性能差、易开裂等问题 ,进行了尼龙与ABS树脂、尼龙与热塑性弹性体 (POE)的共混改性试验研究。根据理论分析和试验研究结果 ,最终确定了两种可用于柔性连续抽油杆表面防护材料配方 :①PA6 +ABS g MAH +弹性体M g MAH +热抗氧剂 +其它助剂 ;②PA6 +POE +增容剂 +热抗氧剂 +其它助剂。前者综合了PA和ABS的优良特性 ,在低温条件下具有高的冲击韧性和良好的延展性 ,且优良的耐磨性和耐药性可适应井下恶劣工况 ;后者同样具有良好的低温冲击韧性和延展性 ,同时由于POE价格低廉 ,更具有推广意义     

电加热柔性连续抽油杆动态特性的计算机模拟

根据电加热柔性连续抽油杆的特性、参数及井下基本工况,建立了三级混合抽油杆柱的有限元模型。运用有限元软件对混合杆柱的动态特性进行计算机模拟,得到各关键点位移、速度随时间变化曲线,以及计算机模拟的地面示功图,为抽油机、抽油杆设计和井下故障诊断提供理论依据。与传统电加热空心抽油杆相比,电加热柔性连续抽油杆在降载和节能方面优势显著。     

预测有杆泵抽油系统参数的新方法

介绍了固定于质量为零的基础之上、并随基础上下运动的抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程，应用振型叠加法求解了抽油杆柱波动方程，从而可将偏微分方程的数值解转化成常微分方程组的数值解，并以单级杆柱为例阐述了周振型叠加法求解抽油杆柱波动方程的全过程。由于常微分方程组数值解的特点，上述方法可以很方便地模拟井下泵的边界条件，且适用于不同材料的组合杆柱。应用结果表明，这种方法具有运算量少、节省计算机运算时间和预测精度较高等优点。     

钢丝绳抽油杆技术的应用与发展

分析了我国钢丝绳抽油杆抽油技术的研究和应用现状及存在的问题,提出了钢丝绳抽油杆抽油系统成套技术的概念及其组成.建议成套开发钢丝绳抽油杆抽油技术,合理选择井深和产量,改进配套设备,完善设计理论和制造工艺,使其在生产中更好地发挥优势.     

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。     

钢丝绳杆泵抽油系统优化设计方法及现场应用

应用系统工程节点分析方法,全面定量地计算了从油层到井口的整个系统钢丝绳和常规杆混合杆柱抽油井的供排协调点,合理地选择机-泵工作参数和混合杆柱组合,分析了杆柱的受力状况,预测了系统指标,包括产液量、冲程效率、泵效、井下系统效率。分析了主要抽油工作参数(泵深、冲程、冲次、泵径)对系统指标的影响,得出了考虑多目标指标下的油井优化设计方案。编制了钢丝绳杆混合杆柱的抽油井系统优化设计软件,设计软件在现场应用取得了较好的效果。     

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。