有杆抽油系统效率分析及抽汲参数优化设计

针对有杆泵往复抽汲采油方式使用广泛,但系统效率较低的实际情况,对有杆泵抽油系统进行了能量消耗分析,以机械采油系统效率最高为目标,确立了机械采油系统优化设计的目标函数和约束条件,给出了有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数的优化设计方法。该方法可应用于机抽油井的参数优化和新投产井的优化设计。胜利采油厂的应用实例表明,参数优化后油井的系统效率提高了11.6%,降低了综合成本,提高了经济效益。

三维定向井抽油杆柱力学特性有限元分析新方法

结合定向井井眼轨迹的三维空间特征和超细长杆柱在井眼中的双重非线性(接触非线性和几何非线性)特征,同时考虑Ray-leigh阻尼及液体摩擦影响,建立了抽油杆柱三维动态有限元方程。利用Newmark法对抽油杆柱运动过程进行时间域离散,采用结点迭代的循环求解方法对三维动态有限元方程进行了数值求解,并用直接约束法对杆/管接触问题进行了处理,得到了抽油杆柱每一结点6个自由度方向的变形和载荷。以实测井底泵功图为边界条件,求出了抽油杆柱与油管的动态接触位置,并获得了地面示功图,将预测结果与实测地面示功图进行了对比。结果表明,结点迭代法可以避免大型矩阵的数值计算问题,与Newmark法相结合,能够较准确地求解出井下抽油杆柱的三维受力及运动状态。

炭纤维增强环氧树脂复合材料/N80钢摩擦学性能研究

利用MG-200型摩擦磨损试验机研究了炭纤维增强环氧树脂复合材料/N80钢的摩擦学性能,考察了介质温度对摩擦学性能的影响;用扫描电子显微镜分析了磨损表面形貌.结果表明:在干摩擦条件下,炭纤维增强环氧树脂复合材料与N80钢对摩时的摩擦系数较低,炭纤维增强环氧树脂复合材料的磨损主要表现为树脂基体脱落碳化和炭纤维的折断剥落,偶件钢环则呈现明显的磨粒磨损特征;在油井产出液润滑下炭纤维增强环氧树脂复合材料的磨损率较低,摩擦系数和磨损率随着润滑介质温度的升高而增大,偶件钢环则呈现明显的磨粒磨损和腐蚀磨损特征.

用自动划分网格的有限元法计算凹坑应力场和应力集中系数

以抽油杆平面模型、轴对称模型为依据编制了有限元单元网格的自动划分程序,有限元计算程序.用有限元法计算了抽油杆在具有不同凹坑缺陷时的应力场,编制了绘制应力场等值线程序,描绘了凹坑应力场的变化情况,对凹坑应力集中系数进行了逐步回归分析,求得其近似表达式。

抽油杆疲劳与断裂强度的程序设计

从疲劳、断裂两方面对抽油杆的强度进行了综合研究,并给出了计算程序框图,利用作者编制的通用计算程序,可以在小型、微型和袖珍计算机上使用。

K级抽油杆国内外水平分析

试验从化学成分,金相组织与热处理方式,表面脱碳层,机械性能,疲劳性能,腐蚀疲劳性能与断口特征等几个方面,对美国K级抽油杆和国产玉门K级抽油杆进行了综合试验分析。分析认为,抽油杆头部的锻造质量、表面脱碳、螺纹加工等诸方面,两种K级杆的水平基本相同,而在抗拉强度、杆件在空气中的疲劳极限,玉门K级杆均比美国K级杆稍高。据此,国产玉门K级抽油杆完全达到了美国Norris公司K级抽油杆的水平。

抽油杆疲劳断裂研究——寿命预估

本文以随机疲劳观点,对抽油杆疲劳断裂——寿命预估进行了研究。在生产厂与油田现场的调研基础上,采集了具有代表性的19口油井的抽油杆信号,并编制了载荷谱。在理论分析上用名义应力法、局部应力应变法、断裂力学方法等预估抽油杆寿命。在实验上,对抽油杆进行模拟程序加载疲劳试验。通过调查统计、理论预估和模拟试验三者的研究,得到了三者较为吻合的具有存活率99.9％的寿命值。由此提出C级抽油杆的“目标寿命”值。通过初探提出对抽油杆研究的八条建议,为下一步研究作好基础准备。

直井深抽杆柱设计准则初探

油田实践证明，当油田开采进入中后期，或开发深层低渗透油藏，加深泵挂以求增产卓有成效。本文将常规直井中抽油杆柱准静态载荷计算公式加以修正后用于深抽载荷计算，应用修正的Ｇｏｏｄｍａｎ应力图，导出了组合深抽杆柱设计的理论公式；得到了３５Ｍｎ２、４０ＣｒＭｏ钢质杆在不同抽汲参数配合下的大量计算结果，通过分析，完善了深抽杆柱设计准则。

有杆泵抽油井油杆设计的一种优化方法

本文提出抽油井油杆设计的一种优化方法,给出了抽级参数的确定方法及杆径、杆长的优选过程。通过实例计算,论证了这一方法的可行性。目前,在我国各大油田的产油井中,机械采油占很大比例。如何选择各级抽油杆,使组合杆匹配合理,进行优化设计是十分重要的。抽油杆优化设计所遵循的原则是:在保证安全可靠运行的前提下,尽量提高每级油杆的应力范围值,并使各级杆的应力范围差限制于一定数值之内。其结果必然是减少油杆自重,降低能耗,省材节电,提高经济效益。每级抽油杆的应力范围 Rs(i)值由如下公式确定:RS(i)=[σ_(xu)(i)-σ_(min)(i)]/[σ_(max)(i)-σ_(min)(i)]σ_(xu)(i)=[T/4+0.5625·σ_(min)(i)]·SF0<RS(i)<1 i=1,2,3,4,…。其中:σ_(max)(i):第 i 级杆的最大应力公斤/毫米~2σ_(min)(i):第 i 级杆的最小应力公斤/毫米~2σ_(xu)(i):第 i 级杆的许用应力公斤/毫米~2T:抗张强度SF:杆工作系数而σ_(max)(i)=[PPRL-sum from k=1 to i WR(k-1)·l(k-1)(1-0.128G+C)]/f(i)σ_(min)(i)=(MPRL-sum from k=1 to i WR(k-1)·l(k-1)(1-0.128G-C)]/f(i)这里PPRL:悬点最大载荷公斤MPRL:悬点最小载荷公斤WR(i):第 i 级杆在空气中每米重量公斤/米 l(i):第 i 级杆长米G:液体混合比重吨/米~3f(i):第 i 级杆截面积毫米c:加速度系数不妨设 WR(0)=l(0)=0从上面的公式中,可以看到,第一级杆长决定着第二级杆的应力范围,第一、第二级杆长又决定着第三级杆的应力范围,……。正是杆长与应力范围存在的这种关系,使我们对轴油杆优化设计得以实现。