椭圆速率驱动抽油泵工作行为分析

游梁式抽油系统的柔性控制运转技术是一种变速驱动技术,通过电机的变速运行来控制抽油系统,目的是改善工作进程、降低采油成本、提高采油效率.为探究变速驱动对抽油泵的影响,采用椭圆速率与常规速率进行对比,理论分析了两种驱动方式下抽油泵的漏失和泵效情况,数值模拟分析了阀球开启情况和流场情况,最后利用室内台架试验测试了两种驱动方式...     

抽油机机械系统真实运动规律的求解

以六杆增程式游梁抽油机为例,讨论了在考虑摩擦的情况下,抽油机机械系统的运动微分方程的建立及数值解法,并介绍了抽油机机械系统真实运动规律的求解程序。通过实例分析计算,得出了若干可指导设计的结论。     

柔性连杆游梁式抽油机运动分析

采用普通游架式抽油机运动分析的规范方法，分别对两种类型的柔性连杆游梁式抽油机的机构几何关系和游梁摆动规律作了分析，给出了游梁摆动的角位移、角速度和角加速度的精确计算公式。指出同心圆弧型柔性连杆抽油机的运动指标mα随游梁摆角δ的增大而减小，传动角β则恒为90°，故特别适宜采用大摆角，为设计较小尺寸的长冲程抽油机创造了条件。所给的公式可用于后驴头弧面为任意特殊曲线的异型抽油机的运动分析和机构设计。     

抽油机变速驱动与控制技术现状及发展趋势

游梁式抽油机在运行时,系统效率低、能量浪费严重。抽油机变速驱动与控制技术作为近年来应用于游梁式抽油机较先进的节能降耗技术,能够根据油井供液能力的大小以及系统的运行状况,智能控制电机转速,实现油井的供采平衡,节约能耗。变速驱动技术按照作用范围的不同,分为宏观变速驱动和微观变速驱动技术2大类。阐述了宏观变速驱动技术基于悬点示功图、动液面深度2种智能调速控制方案的设计原理与技术特点; 分析了微观变速驱动技术的节能机理。     

游梁式抽油机椭圆速率柔性驱动及抽油杆疲劳寿命分析

游梁式抽油机椭圆速率驱动是一种基于变频器技术,将曲柄旋转运动规律由圆速率变为椭圆速率的柔性控制方案。依据椭圆速率驱动原理,求解了其曲柄随转角变化的解析式。在已知椭圆长、短轴前提下,便可求得目标曲线,进而反推出电机运动规律,为现场生产提供指导。对游梁式抽油机系统进行了室内台架测试,测得了2种驱动下曲柄角速度、悬点及泵前绳段载荷。以CYJT8-3-26HY型抽油机为例,使用Soliderworks软件,对圆速率、椭圆速率驱动下悬点运动规律进行运动学分析。以运动学分析结果作为边界条件,使用Ansys软件,对比分析了圆速率驱动、椭圆速率驱动对抽油杆疲劳性能的影响。分析发现,将圆速率驱动改变为椭圆速率驱动,对抽油杆柱疲劳性能有改善。     

抽油泵合理沉没度的确定

我国各油田对于抽油泵的沉没度都有各自的推荐值,其中有些是不合理的,以致造成一定的浪费。分别以系统效率和经济效益为目标函数探讨了两种沉没度的优化方案,计算表明,采用优化方法确定的沉没度可较明显地提高系统效率和经济效益。     

游梁式抽油机运动规律的多体动力学分析

为了精确分析游梁式抽油机的运动规律,把游梁式抽油机看作一个简单的多体机构,采用多体动力学方法对其进行了分析,结果表明,系统动力学方程数值积分的结果会出现对位移和速度级约束方程的违反,需进行违约修正。通过对位移、速度的重新赋值得到了游梁式抽油机运动规律的精确解,并与虚拟样机仿真得到的结果进行了比较,取得了基本一致的效果。说明用多体动力学分析游梁式抽油机运动和动力性能是可行的,这为抽油机运动性能分析提供了新途径。     

抽油泵泵阀运动规律的新模型及计算机仿真

在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,研究了抽油泵泵阀的运动规律。为了解决阿道尔夫泵阀运动微分方程在泵阀开启初期的奇点问题,综合考虑了液体可压缩性、泵阀运动的魏氏效应对泵筒内液体连续流条件的影响以及泵阀运动的动力特性,建立了泵阀运动数学模型。同时,应用数值积分法建立了泵阀运动规律的仿真模型,并编写了泵阀运动的计算机仿真程序。室内台架模拟试验结果表明,建立的泵阀运动规律数学模型具有较高的仿真精度。     

用有限元法进行抽油机的运动及动力分析

在考虑弹性变形的情况下，采用有限元技术对抽油机进行了运动和动力分析。通过单元和整体分析，给出了抽油机四杆机构的系统运动方程；总结了用有限元法分析抽油机四杆机构的步骤为：结构离散；单元计算；强迫力矩阵计算；单元刚度和质量矩阵迭加；系统方程求解。最后给出了ＣＹＪ１６Ｑ—３．６—７４Ｂ前置式抽油机的分析计算实例。     

采用同一动力源的联动抽油机组

联动抽油机组是将多台抽油机用一根动力轴连接而成的一种用于丛式井抽油的新型采油装置。这种机组由驱动电动机、胶带轮、支架轴、离合器、万向轴、传动链、游梁式抽油机、测试仪、显示报警装置和计算机等组成。由于采取了联动,下冲程时抽油杆柱及抽油机杆件所积蓄的势能都传到动力轴带动各台抽油机运行,使扭矩曲线水平轴以下的负值得以消除,即在下冲程时形成的无用功全部转换成动力做功。运行试验证实,联动抽油机组载荷波动小,运行平稳,输电线路损耗低,有功节电率约43%,综合节电率约72%。     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

考虑变导流能力的垂直裂缝油井产能方程

针对水力压裂后形成的垂直裂缝井中裂缝不同位置导流能力不同的特点,根据压后流体渗流规律变化,基于稳定流理论,推导了按线性、指数及对数3种形式变化的低渗气藏变导流能力的垂直裂缝油井的产能预测模型,并分析研究了裂缝导流能力的不同变化形式对油井产量的影响。研究结果表明：与考虑常导流能力的垂直裂缝油井产量相比,考虑变导流能力的垂直裂缝油井产量将下降;按线性、指数及对数3种形式的变导流能力对垂直裂缝油井产量影响程度不一致,同时3种形式的变导流能力的系数越大,垂直裂缝油井产量上升幅度越小。     

江苏油田抽油泵泵效影响因素分析

江苏油田90％以上的井为定向井。随着油田的不断开发,井筒流体日益复杂,目前抽油泵的平均泵效为51．8％,其中泵效低于30％的井有310口,占总井数的22．6％。针对江苏油田抽油泵泵效现状,通过对泵充满程度、冲程损失以及漏失三方面影响因素进行分析,结合油井生产状况,分析造成油井抽油泵泵效偏低的主要原因。同时对890口井现场数据进行统计分析,利用理论计算模型,计算了泵充满系数、冲程损失以及漏失量值。计算结果表明,气体对泵充满系数的影响最大,柱塞与衬套间隙以及固定阀尔漏失次之,再次为抽油杆弹性伸缩引起的冲程损失。     

超深油井抽油泵研制及应用

为满足超深油井的生产需要,研制了超深油井抽油泵。该泵对泵筒、柱塞、固定阀做了设计,改善了泵筒受力状况,提高了螺纹的密封性能和抗拉强度。采用双闭式阀罩结构,减小了开口阀罩损坏的概率,新型双固定阀(或单固定阀)结构设计,不仅增加了可靠性,而且降低了制造成本。现场应用表明,该泵最长使用寿命达到7个月以上,泵效平均达到35%以上,且性能可靠,未发生由于抽油泵失效造成检泵作业的情况,满足深井、加深泵挂油井生产和工艺设计的要求,效果良好,具有广阔的推广应用前景。     

缝洞性油藏油井产量变化分形特征及其意义

为了研究缝洞性油藏的开采动态，采用R／S分析方法对塔里木盆地塔河油田缝洞性油藏油井产量进行分形处理，获得了很好的分形特征，油井产量的分维值与产出流体的类型基本无关。同一口井不同油嘴生产对应油井产量的分维值不同，油嘴越小，分维值越大。分维值的大小代表了油井生产的稳定性和潜力大小，油井生产越稳定，分维值越大。从地质角度分析，油井产量的分维值可反映缝洞性储集层缝洞的发育程度，分维值越大，储集层的缝洞越发育。     

延长油井检泵周期工艺技术初探

结合油藏开发特点和生产实际,运用油井作业现场资料和日常生产测试资料等进行综合分析,明确了影响油井检泵周期的主要原因,即油井出砂、结蜡、杆柱断脱.在此基础上,通过细致分析,有针对性地研究改进措施和配套技术,达到延长油井检泵周期、提高油井生产时率的目的.同时针对油田开发中后期含水上升和原油物性逐渐变差的实际情况,对下步的技术攻关方向进行了探讨.     

钻井泵阀运动对排量的影响

在分析钻井泵的排量不均度及钻井泵阀运动规律的基础上, 给出了阀盘上升和下降时的位移表达式。根据水力学的连续原理, 推导了进入排出空气包的液体流量公式, 指出泵排出液体的量由２ 条正弦曲线和１ 条余弦曲线叠加而成。实例计算表明, 考虑泵阀运动对排量的影响,使用小直径缸套时, 泵的排量不均度提高了５ 倍。建议尽可能减小阀盘直径和运动速度, 并尽可能使用大直径缸套。     

有杆抽油泵动态参数的测量

说明了有杆抽油泵动态参数测量的意义，介绍了测量充满程度、阀压力损失、位移的原理和动态模拟实验装置，推导出了充满程度和压力损失的计算公式，计算了引压管线的滞后时间，最后介绍了实验结果。     

压裂泵阀箱孔相贯线倒圆过程中刀具运动分析

为了消除压裂泵阀箱孔相贯线尖角部位的应力集中,应将相贯线的尖角部位倒圆。通过分析采用浮动镗刀镗削相贯线尖角过程中刀片应具有的运动规律,推导出相应的计算公式。     

抽油泵柱塞旋转及参数设计

为了解决油藏出砂给抽油泵带来的种种问题,研制了抽油泵柱塞自旋转装置,它是在抽油泵排油过程中靠液体沿螺旋槽旋转向上流动,冲击槽壁产生的一种径向分力使柱塞旋转,从而避免了抽油泵砂卡事故的发生。通过对旋转装置的受力分析,从理论上推导出旋转参数的计算公式,设计出可行的旋转参数。