滚筒处弯曲连续油管起出力学性能分析

为解决起钻和下钻过程中连续油管因承受多次弯曲载荷作用而影响其疲劳寿命的问题,将连续油管作为弯曲梁,应用梁弯曲变形理论,考虑连续油管的弹塑性变形,推导出滚筒处弯曲连续油管的弯矩和拉力计算公式,以及弹塑性极限弯矩和弹性极限弯曲半径。然后以CT系列连续油管为例进行了算例分析,分别考察不同松弛角度和钢级连续油管的弹塑性极限弯矩以及弹性极限弯曲半径等力学性能,结果表明当松弛角度在45°50°时,连续油管会获得较好的力学性能,钢级越大其力学性能越好。

弯曲钢油管外载荷测试方法研究

工程机械产品的弯曲钢油管有时会出现疲劳断裂的现象,为了对其进行优化,用有限元分析现有结构的应变分布并进行结构改进是一种有效的解决方法。但是,钢油管在实际工作过程中所受到的外力较为复杂,要在有限元模型上施加仿真边界条件会遇到困难。通过对钢油管进行受力简化,并用试验的方法,以应变片为工具测量出确定加载力下的应变响应,然后对测得的数据进行分析,建立外载荷与测点位置应变间的关系方程,最终结合实际工况可达到以应变响应测出外载荷,提供有限元分析的边界条件的目的。这一方法可应用到各种工程产品中。

带压作业下入油管弯曲原因分析及预防措施

对带压作业中弯曲的油管进行了宏观分析、尺寸测量、物理材质等多方面分析。结合带压作业中油管的使用条件和受力特点,分析了油管的应力情况,在材质一定的情况下,油管发生弯曲主要受管柱横截面积、井口压力和无支撑长度的综合影响。综合分析认为,无支撑长度过大导致了油管的弯曲,并提出预防措施。

连续油管作业中油管变形的判断方法

连续油管作业中遇到的软阻、软卡现象会增大作业风险,而油管弯曲变形导致的连续油管软阻、软卡,其判断方式较难,传统的陀螺仪测井斜等方法也难以明确。采用排除法,通过循环冲洗、钢丝探查、连续油管钻磨等工艺依次排除井筒结蜡、沥青及结垢的可能性,判定油管弯曲,并用钢丝短工具串进一步验证,建立了连续油管作业中软阻、软卡的分析步骤和对应的处理方法。通过XX井的现场实践,应用连续油管作业中油管弯曲变形的判断方法,最终判定油管弯曲是导致连续油管遇卡的原因,并用相应的处理方法成功解卡。该方法可为同类型连续油管遇阻遇卡问题的处置提供借鉴。

带压作业避免井下爆炸及油管断裂方法研究

带压作业是在井口有压的情况下,高效可靠地进行完井或修井作业,并最大限度地减少水或重压井液等外来流体对地层的伤害。为此,介绍了带压作业过程中防止井下发生爆炸、消除油管屈曲和防止油管断裂的相关方法,指出在平衡压力和起下油管堵塞器前,向油管内填充惰性气体,将其中的氧气稀释到燃烧所需最低氧气浓度以下,可防止井下发生爆炸。以特定油管尺寸为例,给出了强行起下油管过程中,容许无支撑长度与井筒压力以及容许拉伸载荷与井筒压力间的关系方程式。

防顶锚定器的研制与应用

常用的机械压缩式封隔器在封隔油水层和进行分层开采时,会因压缩坐封而造成油管弯曲,发生管杆偏磨,或者坐封载荷过低,井底压力较高,导致封隔器卡封失败。新研制的防顶锚定器与伸缩补偿器和压缩式封隔器配套使用,能有效地避免封隔器压缩坐封造成的泵上部油管弯曲的现象,并保障封隔器卡封的有效性。这种防顶锚定器由防顶卡瓦装置、卡瓦锁紧机构、挡砂皮碗和反扣丢手匹配组成。与伸缩补偿器配套使用,可用于机采带封管柱,也可直接代替原防顶卡瓦实施封层丢手管柱。

油管深度修复工艺的研究

油田进入后期开采阶段,油水井的状况越来越复杂,热采井、水平井、侧钻井、深井等复杂结构井逐渐增多;各种驱油措施的应用广泛,使油管的结垢、腐蚀、堵塞、弯曲等情况越来越严重。加大新产品的投入,势必使生产成本提高,针对以上实际情况,加强开展油管的校直、钻通等深度修复工艺技术,对解决油管的弯曲、堵塞、结垢的问题进行了探讨,对油管进行修复再利用。

改变螺杆泵锚定方式减缓杆管偏磨的探究

为了解决螺杆泵井在采用支撑卡瓦锚锚定油管时易造成油管弯曲、加剧杆管偏磨的问题,研究了新型螺杆泵锚定装置。根据弹塑性力学的基本理论,建立了管柱力学仿真数学模型,计算管柱在轴向压力作用下发生弯曲的失稳临界压力,模拟管柱受压后的弯曲形态,以管柱与套管接触点为固定点,依次计算各失稳弯曲段长度。同时结合DQ0522型号支撑卡瓦锚的工作方式,分析杆管锚定后的受力,确定新型锚定装置结构,改“下顶、上压”的弯曲状态为上部悬挂、自由拉伸垂直状态,改变管柱受力结构,消除了管柱的弯曲变形。截至2016年10月底,新型锚定装置在喇嘛甸油田共进行253口井现场试验,检泵周期较采用新型锚定装置前平均延长了87天。研制的螺杆泵新型锚定装置可改善管柱受力状况,消除或减缓杆管偏磨,延长采油井的检泵周期。