H级抽油杆许用应力计算及疲劳寿命预测方法

为了有效使用H级抽油杆,对其许用应力计算方法和疲劳寿命预测方法进行了研究。在对H级抽油杆进行室内拉伸试验的基础上,计算了其抗拉强度与屈服强度的比值,根据该比值将H级抽油杆API最大许用应力计算系数由0.562 5修改为0.716 3;拟合建立了H级抽油杆的应力-疲劳曲线,折算了H级抽油杆在应力比为0.1条件下的极限疲劳应力;通过H级抽油杆在不同介质中和不同冲次下的疲劳测试,获得了含水率和冲次与抽油杆寿命的关系。研究的H级抽油杆许用应力计算及疲劳寿命预测方法,在长庆油田杏南作业区10口井进行了应用,结果表明,利用该方法对H级抽油杆进行优化设计可以改善其受力条件,充分发挥H级抽油杆的性能,使其满足现场生产对杆柱应力、寿命的需求。

基于三参数威布尔分布模型的超高强度抽油杆概率疲劳寿命曲线

通过疲劳试验获得HL和HY两种超高强度抽油杆的疲劳数据,首次采用三参数威布尔分布,建立新的抽油杆疲劳寿命预测模型,进而拟合HL和HY两种类型超高强度抽油杆的概率疲劳寿命曲线。基于正态分布Basquin模型和三参数威布尔分布新模型进行抽油杆疲劳寿命预测。结果表明:基于三参数威布尔分布新模型计算得到的HL型、HY型抽油杆疲劳寿命与试验结果误差分别为1.25%和4.39%,基于正态分布Basquin模型疲劳寿命与试验结果误差分别为12.50%和19.84%,基于三参数威布尔分布新模型拟合精度更高。

超高强度抽油杆疲劳性能分析

抽油杆在有杆泵采油系统中起着至关重要的作用,若抽油杆提前失效,将影响油田正常生产,实践表明抽油杆的失效大部分是由疲劳引起的,疲劳寿命是衡量抽油杆好坏的最重要指标。因此,文章开展H级超高强度抽油杆的疲劳性能实验,应用有限元方法分析其应力分布情况,明确抽油杆危险部位,为科学合理应用H级超高强度抽油杆提供理论指导。

超高强度抽油杆P-S-N曲线拟合新方法

P-S-N曲线是超高强度抽油杆力学性能分析的主要依据,其拟合方法通常参照于普通抽油杆。然而实验数据表明,超高强度抽油杆并不满足普通抽油杆P-S-N曲线拟合模型的假设条件。为了研究适应于超高强度抽油杆的P-S-N曲线拟合方法,提出了基于Box-Cox变量变换法的三参数P-S-N曲线拟合模型,其中Box-Cox变量变换法解决了一定循环应力下,疲劳寿命不满足正态分布的问题;三参数P-S-N曲线模型更符合典型S-N曲线的趋势。实验计算结果表明,新方法下的P-S-N曲线拟合度更高,相对误差仅为1.46%~4.12%,仅为以往方法的11%~30%,新方法拟合的曲线更能体现超高强度抽油杆力学性能,精确度更高。

安塞油田有杆泵井减载提效技术研究与应用

安塞油田属于典型的“低压、低孔、低渗”三低油田，全部采用有杆泵采油，其采油设计一直沿用传统方法，导致油井悬点载荷大、举升效率低、能耗高。通过分析抽油机悬点载荷认为，降低抽油泵径、抽油杆径和运行冲次能降低悬点载荷，进而降低抽油机机型，为此形成了供排协调优选抽油泵径、抽油杆柱质量最轻设计方法、采用低冲次数字化抽油机等技术，提出了以“降泵径、降杆径、降机型、提效率”为主要内容的低渗油田有杆泵采油设计新方法。研究结果表明，应用该方法降低了油井悬点载荷，提高了油井效率，降低了生产成本。

HK级抽油杆研制与试验研究

介绍了超高强度防腐HK级抽油杆的研制背景、过程和结果,并将其和目前国内外油田使用的D级抽油杆、H级抽油杆和K级抽油杆在力学性能和抗腐蚀方面进行了对比试验。结果表明:HK级抽油杆在力学性能和抗腐蚀方面的总体性能优于其他类别的抽油杆,具有推广应用价值。

超高强度抽油杆用钢SSYH-1的开发与试制

首钢首次工业试制了超高强度抽油杆用钢SSYH-1，其各项力学性能、组织性能指标均满足相关技术协议要求。用户使用情况良好。