抽油机井降低悬点载荷技术评价与组合应用

油田进入特高含水开采阶段,随着抽油机井数的逐年增加,机采总能耗呈上升趋势,实现效益开发是油田继续发展的必要手段。研究抽油机井降低悬点载荷技术,达到降低机采能耗目的是油田开发中后期的一项重要课题。通过评价现阶段油田在用的抽油杆、油管和抽油泵上应用的降载技术,并利用各项降载技术优势,分别针对抽油机井生产过程中偏磨严重、载荷偏大及三元复合驱结垢等问题,给出杆柱优化组合降载技术。经现场应用表明,杆管摩擦系数降低42.8%,杆柱载荷下降明显,平均单井消耗功率降低2 kW。

前抛体对弹体入水载荷影响数值模拟研究

弹体穿过气-液界面时因密度突变会遭受强冲击载荷,出现结构损伤或破坏。为降低弹体入水的冲击载荷,基于Rabbi降载思想,提出了一种在主弹体前附加前抛体的结构形式。运用S-ALE(structured arbitrary Lagrange-Euler)算法和罚函数流固耦合方法进行空泡形态和弹体运动状态数值模拟,数值模拟结果与弹体入水实验图像吻合,验证了数值模拟算法的有效性;随后研究了前抛弹体的入水角度、主弹体与前抛体的无量纲入水时间间隔参数、前抛体尺寸、主弹体与前抛体的入水初速度对降载效果的影响。研究结果表明,前抛体垂直入水时存在前抛体和主弹体碰撞现象,不利于降载,甚至可能给主弹体带来更大的载荷;前抛体斜入水时可避免两弹体间的碰撞,具有良好的降载效果,最大降载率可达90%。在此基础上获得了降载效果最佳的无量纲入水时间间隔范围为0.8~0.9,在此范围内主弹体的降载效果随前抛体尺寸的增大和入水初速度增加而提高。