抽油杆螺纹段表面的裂纹形貌

为了防止抽油杆的整体失效,采用断裂力学的方法研究了螺纹段表面裂纹的扩展规律,用人工模拟不规则曲线表面初始缺陷,从试验和理论两方面研究抽油杆螺纹段表面裂纹形貌.结果表明,无论如何初始化裂纹形状,在裂纹向前扩展中,裂纹立即椭圆化,其形状是等离心率的同心椭圆.因此,不管在抽油杆螺纹段不规则曲线表面初始缺陷多么复杂,开始就可以将其处理成部分椭圆形状,从而可简化抽油杆螺纹段表面裂纹剩余寿命的计算.

35Mn2与20CrMo抽油杆的抗腐蚀性能评价

腐蚀是油田开发中后期的突出问题。常规抽油杆柱设计选择主要考虑杆材的力学性能而忽视了其抗腐蚀能力 ,通过室内模拟环境耐腐蚀评价和电化学分析中自腐蚀电位变化及线性极化特征变化 ,证明了不同介质中不同材质的抽油杆抗腐蚀性能差异较大 ,其直接影响着杆柱寿命和抽汲效果。

抽油杆偏磨机理及力学特性分析

油气开采过程中,抽油杆是保证石油输送的载体,井眼轨迹及自身屈曲影响会导致抽油管偏磨,威胁管杆的寿命,增加开采成本。针对油管内壁与抽油杆柱接触发生的磨损,对抽油杆偏磨机理进行分析,建立了抽油杆与油管二维力学分析模型,实现了对抽油杆井下受力状况分析,以某井抽油过程作为实例开展分析。结论表明:当抽油杆柱受到集中载荷大于临界屈曲载荷时,杆柱发生屈曲与油管内壁接触产生偏磨现象,屈曲呈现正弦形状;抽油杆发生偏磨现象与狗腿度关系较大,狗腿度越大磨损深度越大。

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。

抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测

结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响研究。利用该软件系统,可以确定抽油杆柱与油管严重偏磨点的位置。使用新型抗摩擦接箍,可使定向井抽油杆柱偏磨的程度大幅度下降,从而节省修井时间并提高油井寿命。

直井中抽油杆柱的偏磨计算

直井中引起抽油杆柱偏磨的主要原因是下冲程抽油杆柱下部发生螺旋弯曲变形 ,分析了引起抽油杆偏磨的井液与抽油杆之间的摩擦力、抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦力、井液通过游动阀时的阻力等主要载荷 ,给出了确定扶正间距、扶正器个数及抽油杆柱偏磨高度的计算方法 ,编制了计算抽油杆柱偏磨高度的计算机程序并用于实际计算 ,计算结果与抽油杆实际偏磨高度的相对误差小于 8%

垂直井中管杆柱的扶正器安放问题研究

管杆柱屈曲给生产带来许多问题 ,文中采用弹性稳定理论中的能量方法 ,分析了受轴向分布载荷作用的垂直管杆柱的稳定性 ,得到了关于轴向分布载荷、底端轴向载荷和管杆柱几何参数的稳定性方程 ,并求得了它的解析解。该解对于垂直井中管杆柱的扶正器应用具有指导意义 ,方程中针对不同端部边界条件的管杆柱约束系数取值不同。为了便于理解 ,文中给出了算例。

斜井抽油杆扶正器安放间距三维计算

在斜井抽油杆上合理布置扶正器可减缓抽油杆与油管的相互磨损，延长油井免修期，降低生产成本。采用力学分析的方法，结合井眼轨迹数据，由下到上逐跨计算了抽油杆柱的扶正器间距和轴向力。假定抽油杆柱上只有扶正器处与油管接触，通过反复试算确定了两相邻扶正器之间的合适间距、上扶正器处的轴向力和侧向力。研究结果表明，相邻两扶正器的间距取决于上述轴向力、侧向力、井眼几何尺寸、杆抗弯刚度和杆与管间隙的大小。抽油杆柱最下端作用力的大小取决于液体压强、柱塞重量、摩擦力、液体阻力和惯性。而侧向力的大小取决于井眼见何尺寸、轴向力和抽油杆重量。计算实例及现场应用均表明三维计算方法是可行的。

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效分析与预防措施

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效类型有断杆、脱扣 ,以及抽油杆与接箍联接螺纹剪切破坏等。影响地面驱动单螺杆泵抽油杆失效的主要因素有杆柱安全系数小 ,抽油杆刚度差 ,砂卡及高粘油胶质沉积 ,过载保护不理想及配合螺纹精度低及接箍材料不合格等。提出应改进过载保护系统 ,正确设计抽油杆柱 ,合理选取有关参数 ,进行刚度校核及严把质量关 ,确保螺杆泵系统高效可靠地运行。

电动机转速波动的有杆抽油系统预测技术

当用高转差或超高转差电动机驱动有杆抽油系统时，电动机工作转速存在较大波动。为此，考虑了电动机转速波动，建立了有杆抽油系统动态参数预测模型，即描述曲柄运动规律的动力学微分方程与描述抽油杆柱振动的波动方程。由于动力学微分方程的非线性以及动力学方程波动方程之间的高度耦合，很难直接用差分法求其数值解。文中提出的一种迭代方法很好地解决了这一问题。所编制的软件具有较高的预测精度。

抽油杆柱断脱原因剖析与综合防治

抽油杆柱的断脱是影响油田正常生产的主要因素之一。本文结合陇东地区的抽油杆柱断脱资料，对抽油杆断裂、抽油杆脱扣、滑杆断脱、光杆断裂、游动阀罩断裂等情况进行了全面剖析，提出了综合防治抽油杆断脱的措施，实施后见到了显著效果。

螺杆泵抽油杆柱负载扭矩计算

用螺杆泵采油时，抽油杆带动果转子旋转必须克服的反扭矩包括：１．泵转子与定子间初始过盈产生的反扭矩；２．泵定子橡胶溶胀和热胀产生的反扭矩；３．泵进出口液压差作用在转子上产生的反扭矩；４．井液对抽油杆表面产生的摩擦力矩。用试验分析方法得出了前三种反扭矩，计算了第四种反扭矩，并以大庆采油六厂拉９—２６３８井所用螺杆泵的实际参数为例进行了计算，为合理使用螺杆泵、选择适当的抽油杆参数提供了依据。

抽油杆偏磨三维力学模型的建立与分析

对抽油机井的杆柱运动状态、杆柱所受的各种摩擦力进行分析与计算,考虑抽油杆柱的约束条件和井斜角、方位角的变化等边界条件后,建立了抽油杆柱的三维受力模型。对模型进行相关分析,找出了在定向井、水平井里容易发生偏磨的部位,从而指导杆柱的优化设计和优化配套防偏磨工艺,解决现场存在的管杆偏磨问题,延长油井的生产周期。

地面驱动单螺杆泵杆柱的组合设计

根据地面驱动单螺杆泵的工作特点，分析了传递动力的抽油杯柱受力状况，认为抽油杆柱受复合载荷的作用，在承受扭矩的同时承受较大的轴向力，给出了各种载荷的计算方法。由第四强度理论，提出了把抽油杯柱设计成两级杆柱的等强度组合设计方法，即先按要求及标准确定两级杆柱的直径和长度，然后扶强度条件进行校核。根据油田的实际情况，编制了抽油杆柱电算程序，并给出了设计训一算实例。

有杆泵井管杆偏磨原因分析及技术对策

通过对胜坨油田 85口抽油井管杆偏磨现状调查 ,发现严重偏磨井数占 50 6% ,偏磨多发生在泵上 40 0m以内 ,抽油杆接箍比本体磨损严重。造成管杆偏磨的因素主要有井身结构、封隔器坐封、杆柱受交变载荷以及产出液腐蚀等。为此 ,提出了防止或减轻偏磨的技术对策 :(1 )改进抽油杆扶正器的结构和材质 ;(2 )采用坐封吨位控制器和低载荷封隔器 ;(3)配置加重杆和油管、抽油杆旋转装置 ;(4)采用长冲程。

水平井抽油杆扶正器合理间距的二维研究

针对水平井井眼具有一定曲率的特点，建立了抽油杆柱下部任意一点最小轴向力的计算方法。并把具有初弯曲的杆柱转化为直杆柱以求其变形。给出了如何沿抽油杆柱分布扶正器的计算方法。

螺杆泵采油井杆柱断脱机理及其对策

造成螺杆泵采油井抽油杆杆柱断裂、脱扣和撸扣的主要原因有杆体外径选择偏小 ,杆体制造或使用过程中产生缺陷 ,堵塞扭矩过大 ,反扭矩大于螺纹联接扭矩以及抽油杆螺纹牙受剪应力过大等。针对上述原因 ,制定了合理选配杆柱 ,加强检测 ,采用专用抽油杆 ,应用无油管采油技术 ,安装防反转装置 ,设置过载保护系统以及加强现场施工管理等技术对策 ,提高了抽油杆柱的可靠性 ,有效地避免了杆柱断脱事故的发生。

多探头涡流检测系统的设计与实现

介绍了一种共享式多探头涡流检测系统。利用涡流探伤仪的一个励磁信号源同时长距离驱动多个检测探头，与励磁信号源对应的信号处理通道对多路检测信号进行巡回处理，可大大提高系统效率，减少系统结构的复杂性。该系统的检测灵敏度、信噪比和探头间隔离度均满足实际检测需要，可作为标准涡流检测系统的通道扩展接口使用。实际应用于抽油杆的无损探伤。

D级空心抽油杆疲劳性能试验研究

为考查Ｄ级空心抽油杆不同摩擦焊接工艺性能的可靠性， 采用电测试验应力法测试抽油杆焊接接头的应力集中系数β。在静拉伸条件下进行应变测试， 测得抽油杆焊接接头平均应力集中系数为１－０９１５ ， 各应力集中系数分散性较小， 说明摩擦焊接工艺稳定可靠。在ＭＴＳ—８１０材料试验机上做了抽油杆短杆接头的疲劳试验， 采用数理统计方法统计分析Ｄ 级空心抽油杆疲劳性能， 获得Ｄ级杆的Ｐ－ Ｓ－ Ｎ 曲线和疲劳极限图， 求得存活率Ｐ＝ ９９－９ ％ 及对应寿命Ｎ＝ １０７时抽油杆的最大应力水平为２４４－３７ＭＰａ。统计结果表明， 按有关工艺制造的Ｄ级空心抽油杆疲劳强度满足使用要求。

空心抽油杆锻模设计

为了满足采油作业对空心抽油杆之急需，根据空心抽油杆模锻时金属塑性变形的特点，论述了管坯中部镦锻的成形条件及采用φ36mm管坯锻造空心抽油杆的工艺方案：采用倒锥模膛以减小金属在心轴与凹模之间流动的阻力，并降低心轴的脱模力；成形工步的分模面取在凸台处，并采用较小的变形长度与壁厚之比，以保证凸台成形时内壁不产生塑性失稳。所设计的锻模在试生产中获得了满意的效果。