碳纤维连续抽油杆作业车的研制

研制了一种将杆柱起升（下放）与杆柱缠绕分别驱动的新型碳纤维连续抽油杆作业车。这种作业车采用全液压控制，引入了智能控制技术进行作业过程的监控，包括作业参数（悬重、杆长等）数字化测量显示、扶正器安装位置自动控制、安全操作自动报警等，针对作业车对中井口难的实际情况，将起升（下放）装置和缠绕盘设计成可移动式；其主要特点是：起升（下放）载荷能力大，起升（下放）作业时杆柱受力状况改善，杆柱缠绕盘负载扭矩大幅降低，作业过程自动化程度高、速度快，设备对井场环境的适应性强，易损件少，便于维修，兼顾杆的运输和作业两项功能，减少设备投资，持续作业时间长。     

碳纤维连续抽油杆作业机在新疆油田首次下井试验取得圆满成功

<正>中国石油天然气股份有限公司重大工业试验项目《碳纤维复合材料连续抽油杆制造技术开发及油田应用试验》取得重大突破,由中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所研制开发的碳纤维连续抽油杆作业机在新疆油田完成首次下井试验。试验在位于新疆油田采油二厂五区553井区的克503井进行,该井深2 068 m,设计使用碳纤维连续抽油杆1 080m,泵挂深度1 799.47 m,下入抽油泵后反复循环抽水作为模拟抽油试验。2015年6月13日,成功将抽油泵下入井中,碳纤维连续抽油杆下入长度1 083.2 m,下端连接703 m钢制抽油杆作为     

新型碳纤维连续柔性抽油杆技术的应用

通过抽油机更换新型碳纤维连续柔性抽油杆,在系统效率较低井上试验2口井,平均有功功率降低44%,在高产液需换机换泵井上应用,试验后悬点最大载荷较使用钢制抽油杆降低了24%,实现了6型机带动Φ70 mm抽油泵。经现场试验验证,新型碳纤维抽油杆具有质轻、耐磨、节能降耗的技术优势。     

乙烯基酯树脂基碳纤维连续抽油杆的研制

研制的碳纤维连续抽油杆以乙烯基酯树脂为基体 ,碳纤维为增强体 ,采用拉挤成型工艺 ,杆体截面尺寸有 3 0×3、 3 2× 4 2和 3 5mm× 5mm 3种规格。对碳纤维连续抽油杆的力学性能和耐温性能的分析测试表明 ,其拉伸强度达到 2 0 0 0MPa,层间剪切强度 64MPa,材料的玻璃化转变温度Tg 为 1 3 8 6℃ ,杆体经 1 0 7次动态疲劳试验后强度保留率仍有 90 %。现场采油试验表明 ,碳纤维连续抽油杆比钢制抽油杆节能 3 0 %～ 5 0 %。     

SPM5360TCGJ型碳纤维连续抽油杆作业车研制

针对当前碳纤维连续抽油杆作业车存在的结构布局不合理、夹持器的牙齿尖、夹持力大、易损碳纤维连续抽油杆等问题,研制SPM5360TCGJ型碳纤维连续抽油杆作业车。该车采用单车车载式结构,整车全液压控制,设计了专用动力滚筒、排杆机构、井口装置等装置,适用于圆形碳纤维连续抽油杆的各项作业。通过控制动力滚筒的正反转,实现杆体的收卷、释放。排杆机构与动力滚筒联动,滚筒旋转1圈,杆体导向机构移动1个导程(1个杆体直径距离),实现杆体在滚筒的有序多层排列。井口装置主要通过前后移动液压缸、左右移动液压缸实现快速对正井口。现场应用证明,该作业车结构紧凑,布局合理,作业灵活,不损伤碳纤维连续抽油杆,作业效率高。     

碳纤维连续抽油杆夹持技术

碳纤维连续抽油杆(简称碳纤维杆)具有质量轻、抗拉强度高和抗腐蚀性强等优点,用于深井、超深井和腐蚀性油井可大大降低能耗、提高采油效率,但是由于碳纤维杆的抗剪能力差、表面摩擦因数低,已有的碳纤维杆夹持系统提升力不足、伤杆断杆等问题突出,大大影响了碳纤维杆技术的推广应用。为了解决碳纤维杆的夹持难题,开展了碳纤维杆的基础性能评价、夹持摩擦副材料开发、表面结构及介质影响配套夹持系统试验等方面的研究工作。通过试验对比研究,优选了碳纤维杆的夹持摩擦副材料和夹持表面结构形式,提高了对碳纤维杆夹持的提升力和可靠性;结合碳纤维杆作业机注入头夹持系统非对称运动的特性,优化了夹持块的结构,并对夹持块切入角部位采用软合金材料,解决了碳纤维杆夹持时存在的错位夹持块弯折咬杆和注入头运转时的切入角磕碰伤杆问题。配套作业机注入头形成的碳纤维杆无损伤夹持技术,为碳纤维杆技术在油田的推广应用奠定了基础。     

碳纤维连续抽油杆振动分析

碳纤维连续抽油杆具有强度高、耐疲劳、质量轻、耐腐蚀等优点,在石油机械领域应用广泛。但是,其特殊的结构导致在作业过程中产生振动,无法用传统钢制抽油杆的振动方法进行计算分析。通过重新构建碳纤维抽油杆的结构模型,求解微分方程、分析阻尼影响及作业过程中碳纤维连续抽油杆在两种边界条件下的振动特性,得出在阻尼强制振动的情况下相位差的区间范围及相位频率曲线的变化趋势,得到了碳纤维连续抽油杆的振动方程,并提出了其共振条件。此算法可以用于分析碳纤维连续抽油杆的振动,对于碳纤维抽油杆的应用提供帮助。     

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。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

连续带压起下抽油杆作业机现场应用实践

介绍了连续带压起下抽油杆作业装置的结构、性能特点及带压作业堵井工艺,可在起下抽油杆过程中自动开关防喷器来导出接箍及扶正器。现场应用效果良好,在油田有一定的应用前景。     

酚醛树脂基碳纤维连续抽油杆特性研究

为了克服普通碳纤维连续抽油杆在深井中不耐腐蚀的缺陷 ,开发了以改性的酚醛树脂为基体的碳纤维连续抽油杆。与环氧树脂基和乙烯基酯树脂基碳纤维连续抽油杆在耐腐蚀性能和力学性能方面的对比试验表明 :(1)酚醛树脂基碳纤维杆比另两种碳纤维杆的拉伸强度和抗疲劳强度稍低 ,但可满足油田要求 ,通过对碳纤维表面的处理和对酚醛树脂固化体系的适当调整可加以改进。 (2 )酚醛树脂基碳纤维杆的强度高 ,其韧性不如另两种碳纤维杆 ,由于难以同时获得较高强度和良好韧性 ,只能根据需要在强度和韧性之间选取一最佳值。 (3)酚醛树脂纤维杆交联密度高 ,耐腐蚀性能相对也高 ,特别适用于高温、高腐蚀性的深井 (30 0 0m以深 )原油开采的要求     

碳纤维连续抽油杆采油配套工具研究

碳纤维抽油杆采油工艺技术是近年来形成的一项新的采油技术,利用碳纤维抽油杆的重量轻、耐腐蚀、液流阻力小等优点,实现抽油系统节能降耗、防腐防断、提高泵效、降低投入的目的。作为一种新型采油工艺技术,施工及生产中需要配套各种设备及工具,从技术工艺原理、配套设备及工具、应用效果、结论认识等方面作介绍。     

碳纤维连续抽油杆超冲程问题研究

碳纤维连续抽油杆使用时,柱塞的运动存在超冲程现象,且超冲程的影响规律不明,导致碳纤维连续抽油杆的设计使用缺少理论依据。鉴于此,将抽油杆运动分解为由悬点位移和泵时变载荷激励的两个子运动,分别建立相应的数学模型,采用有限差分法对模型进行求解。根据所建模型分析了冲次和杆柱组合对柱塞超冲程的影响,分析结果表明:悬点位移激励产生的柱塞超冲程随着冲次的增加而单调增加,泵时变载荷引起的柱塞超冲程则有正有负;柱塞的超冲程是由悬点位移和泵时变载荷共同作用产生;有杆采油系统均存在超冲程现象,碳纤维-钢混合杆柱的能耗和泵效均优于全钢杆。研究结果可为现场充分利用碳纤维抽油杆的优势提供理论依据。     

碳纤维连续抽油杆作业车自动调平系统设计

为保证碳纤维连续抽油杆作业车作业时工作平台处于水平状态,防止侧翻,开展了作业车自动调平系统的设计。在给出自动调平系统构成的基础上,着重论述了系统的自动调平控制方案、自动调平控制原理以及自动调平控制软件的设计,给出作业车自动调平控制系统流程图。     

碳纤维连续抽油杆冲程损失计算方法

碳纤维连续抽油杆的应用越来越广泛,但目前尚无专用于该类抽油杆冲程损失的计算方法,而用计算钢质抽油杆冲程损失的常规方法其误差很大,甚至常因计算误差太大而导致出现井下撞泵现象。通过对碳纤维连续抽油杆的材质进行分析,在考虑碳纤维连续抽油杆自身结构特征的基础上,结合作业温度变化对碳纤维复合材料与各种复合材料弹性模量的影响,并考虑到抽油杆振动所带来的影响,建立了适用于碳纤维连续抽油杆冲程损失的计算模型。计算实例表明,与常规计算方法相比,碳纤维连续抽油杆冲程损失计算模型的冲程损失计算结果误差由33.1%降至3.6%,完全满足现场对于冲程损失计算的精度要求。研究结果表明,建立的碳纤维连续抽油杆冲程损失计算模型可以解决碳纤维连续抽油杆应用中存在的冲程损失计算误差大、防冲距调整不精确的问题。      

碳纤维复合材料连续抽油杆的特点及应用

碳纤维复合材料连续抽油杆(简称碳纤维抽油杆)是一种由碳纤维复合材料为主体、经拉挤工艺加工成型的一种新型的特种抽油杆。碳纤维抽油杆的应用方法为:杆柱上部为碳纤维抽油杆、下部需要加部分钢质抽油杆或加重杆组成混合抽油杆柱,其运动规律遵循混合杆柱的运动规律。合理利用碳纤维抽油杆,可达到增产、减载、延长检泵周期、降低采油成本的目的。     

碳纤维连续抽油杆的高温弹性模量测试研究

用建立的碳纤维连续抽油杆高温弹性模量动力学法测试系统,测试出碳纤维连续抽油杆环境温度在常温到150℃之间的弹性模量。试验结果表明环境温度在常温到130℃之间时,碳纤维连续抽油杆的弹性模量变化较小,仅为0.32%;超过130℃时,弹性模量变化增大,但变化量仍然只有0.71%。采用碳纤维连续抽油杆采油系统行为预测模型软件的分析表明,这种抽油杆环境温度在常温到150℃之间时,其弹性模量对系统的主要参数如产量、冲程、悬点载荷、能耗等均无大的影响,为碳纤维连续抽油杆的实际应用提供了理论依据。     

连续管作业机的研制与应用

本文概述了连续油管注氮气举排液、冲盐解堵等技术在油气生产中的应用情况。     

碳纤维连续抽油杆的应用现状及研究方向

介绍了国内碳纤维连续抽油杆采油系统在机械采油工艺中的应用,重点综述了国内这种采油系统的应用现状及其发展方向,阐述了更广泛地开展这种采油系统配套技术理论和应用研究的必要性。针对目前我国应用该项技术的现状,指出开展研究工作的重点应放在以下几方面:(1)碳纤维杆的制造和服役性能研究;(2)碳纤维杆生产质量监测与控制技术;(3)碳纤维杆与油井的适应性评价研究;(4)碳纤维杆采油井工况监测与控制技术研究;(5)碳纤维杆采油系统配套采油工艺技术研究;(6)碳纤维杆采油工艺配套设备与工具开发。