有杆采油系统实验教学平台

针对有杆采油系统教学存在的课堂教学抽象,现场实习人身安全无保障,实习费用高、时间长等缺点,研制了有杆采油系统实验教学平台。该平台主要由抽油机、抽抽泵、供气系统、供液系统、示功仪和实验台等6部分组成。可演示抽油机和抽油泵的实际工作原理,通过示功图判断井下事故,进行洗井作业训练,分析各抽油机的特点及节能效果,寻求抽油机采油节能增效的方法等。利用该实验教学平台,使现场实习室内化,是实验教学的好助手。经教学验证,效果显著。

偏心扶正式光杆密封器的研制与应用

针对目前井场普遍使用的光杆密封装置存在的诸多问题,研制出FM-a-Ⅱ型偏心扶正式光杆密封器。该密封器由主体、调偏、扶正、密封和自闭5部分构成,利用多级盘根及橡胶压缩变形实现密封,采用偏心螺纹连接实现调偏,通过装置内部上下扶正套及调偏副盘根实现扶正,使用柔性关闭阀实现自闭,利用螺纹旋转实现盘根的更换。现场应用情况表明,安装该密封器后密封周期达到13个星期,延长寿命5.5倍,且更换盘根方便,密封安全可靠。

铝青铜QAl9-4的性能分析

铝青铜具有许多优良的性能,在机械行业中起着重要的作用。尤其含铝量约10%时机械强度最高,且能通过热处理进一步强化,故QAl9-4可得到较高的强度、硬度、耐磨性、冲击无火花等优良性能。该材料已在抽油井光杆密封装置和阀门上得到了广泛应用,结果表明,QAl9-4耐磨、耐腐蚀,且对光杆及其密封填料、阀杆等具有良好的保护作用,提高了产品的使用寿命。

抽油井光杆密封装置

影响抽油井光杆密封装置的工况条件主要有以下几个方面:光杆与井口不同心,光杆表面粗糙、不光滑,因游梁式抽油机的运动特性而导致液流对光杆密封装置内部盘根作用力不稳定。设计时应根据实际井况,选择合适的密封和调偏机构,以满足光杆密封的需要。实践表明,对于解决光杆偏斜、采油井口压力波动较大的井,采用调偏机构和具有自润滑、液体自封功能的盘根十分有利;对于抽油杆与井口对中良好且井口压力稳定的油井,应尽量采用常规固定式结构,以降低成本,保油增效。

抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器研制

在分析研究抽油杆扶正器井下工作原理和多种扶正器应用优势的基础上,研制了一种抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器。介绍了该扶正器的总体结构、主要部件,并进行了强度校核。该扶正器设计合理,安全可靠,使用方便。

螺杆泵专用锚的研制与应用

针对螺杆泵在采油过程中经常出现油管倒扣和脱扣的问题,研制了螺杆泵专用锚。该螺杆泵专用锚靠连接体上端的凸轮面可实现自行锚定,螺杆泵不工作时,在弹簧力的作用下又可以自动缩回解锚,减轻了油管柱的载荷,不易造成油管柱弯曲变形,有利于减轻杆管偏磨,提高机械效率,延长杆管寿命。现场5口井的应用中,除GD1-15X522井因地层出砂导致开抽不出液外,其余4口井全部一次性开抽成功,生产正常,液量平稳,未发生油管及抽油杆脱扣等事故。该工具完全能满足螺杆泵生产防倒转的要求。

油井套管气控制装置探讨

在原油生产中,为了防止套压过高造成沉没度过低和发生抽油泵"气锁"的现象,普遍采用套管放气方法。从安全角度讲,目前所使用的放气方法欠佳。为了节能减排,保护好油井,防止油井出砂、出水,必须对套压进行控制,其控制装置有油井套管气直排装置和可调压喷射式油井套管气携液装置。油井套管气直排装置结构简单、成本低,安装方便,适用于生产压差稳定、原油粘度较小的油井;可调压喷射式油井套管气携液装置适用于生产压差尚不稳定,需要调节生产压差的油井和需要对原油进行加热降粘的稠油井,性能更好,定压开启,开启压力可调,适应油井工况更广。

油气井防砂冲蚀试验装置

防砂筛管被地层砂冲蚀失效的现象普遍存在,其破坏形式有喷射冲蚀和孔缝冲蚀。根据生产实践和筛管破坏原理提出筛管防砂试验要求和冲蚀评价方法,并据此研制了油气井防冲蚀试验装置。该装置由供气系统、供液系统、主体装置、数据采集及控制系统组成。该装置设有气体和液体两套试验系统,可选择性地进行气井和油井防砂冲蚀试验。其主体装置的测试箱设有透视窗口,实现了操作可视化;筛管样件与喷嘴夹角可调,能进行各种冲蚀破坏试验;系列化的喷嘴规格,能适应不同粒径的地层砂试验;采用激光多普勒测速仪监测砂粒速度,实现了精准控制。应用表明,该装置操作简单,试验精准,为防砂筛管的设计提供了强有力的数据支撑。

ZJZ型抽油杆减振器的研制

为了避免抽油杆断杆事故,减轻抽油杆柱的振动,研制了抽油杆减振器。该减振器包括储能器、机壳和密封装置3部分,其中储能器是其核心部件,它能吸收来自抽油杆柱的振荡波峰能量,使抽油杆受力及抽油机运行平稳,电机电流波动较小,具有节能、减振、保护电机和抽油泵等功能。现场应用表明,该减振器性能优良,使用方便,从根本上改善了抽油杆柱的受力,保护了抽油杆柱和抽油泵,减少了作业频次。

旋转式泄油器的研制

针对目前现场使用的泄油器存在作业过程繁琐、影响泵效、遇抽油杆断脱等特殊情况无法正常泄油等问题,研制了旋转式泄油器。依靠转动油管实现泄油功能,在管柱中不需要支撑点,不存在管杆弯曲问题,且可重复使用,操作简便。现场应用表明:无异常现象发生,泄油顺利,性能稳定,工作可靠,前景广阔。

FPGF-Ⅱ型自定位光杆密封器研制

光杆在上下往复运动过程中与密封器主体若产生偏、斜,将使密封盘根偏磨,密封效果变差,盘根寿命缩短。研制的一种新型抽油井光杆密封装置,采用三级盘根密封、随动调斜、偏心调偏的结构,解决了盘根磨损快,密封寿命短,原油泄漏等问题。该新型装置具有结构简单、制造成本低、废旧材料再利用、安装方便等特点。现场试验表明:该装置的密封性能可靠,使用寿命长,降低了工人的劳动强度,减少了井场污染。

DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究

阐述了我国顶驱钻井装置的研究状况及存在的问题,分析了顶驱装置的实际工况。根据钻机对顶驱装置的要求,探讨了DQ70型顶驱钻井装置的动力驱动系统方案,设计了顶驱电机及其减速机构,并在实验室进行了试验。结果表明,该系统性能稳定,运行平稳,可靠性高。

基于FLUENT的抽油泵泵效仿真研究

针对抽油泵实际工作环境的复杂性,利用FLUENT软件建立抽油泵的数值模型,对不同抽汲参数组合下的抽油泵泵效进行了模拟仿真研究,得出了不同参数对泵效的影响机理。并利用MATLAB对数据进行分析,得出不同抽汲参数对泵效的影响和抽汲参数对泵效的综合影响,对合理设置抽油泵的抽汲参数、提高抽油泵效率、降低能耗和原油成本有重要意义。

修井机盘式制动器模态分析

阐述了修井机盘式制动器的制动原理,通过对其有限元模型的简化,对制动盘制动时可能出现的抖动情况进行模态分析,并提出相应的改进措施,避免机构在实际过程中发生共振。

奥氏体不锈钢切削加工工艺的改进

奥氏体不锈钢加工硬化率较高,且不能用热处理进行强化,加工时易出现皴裂、撕伤等问题。为避免加工缺陷,必须有效降低工件的切削温度,保证良好的润滑。从切削刀具和切削液两方面进行了分析,提出切削加工宜采用锐刀,低速大进刀量,车削加工时选用硬质合金刀,且适当增大前角和后角;高速切削时,选用极压切削液,保证极压润滑性;加工螺纹时,主轴转速低,属于边界润滑状态,宜采用具有特殊"油性"的植物油,使其在工件表面形成润滑膜。应用表明,上述加工方法切实可行,提高了奥氏体不锈钢的加工效率和产品质量。

三维径向流筛管评价实验装置的研制

为了评价不同完井方式下筛管的防砂效果,根据虑砂筛管的防砂条件,研制了三维径向流筛管评价实验装置。该装置由主体装置、流体输送系统、储液箱、测量系统、沉砂过滤系统、循环管路及采集控制系统等组成,利用流体输送系统将预先充填好的地层砂携带到防砂筛管的外层,一部分进入防砂筛管的内部并随流体进入沉砂过滤系统,最后沉降在沉砂收集罐内,另一部分堆积在防砂筛管的外壁,通过分析防砂筛管的压降及沉砂收集罐内地层砂的粒度分布,实现对防砂筛管的防砂性能的评价。该装置能模拟射孔、裸眼、滤砂管防砂、砾石充填防砂等各种组合情况,评价不同尺寸砾石层、不同防砂筛管的流通性能、挡砂性能、抗堵塞性能。

孤岛油田聚合物后续水驱井下注水工艺

针对聚合物后续水驱井下注水工艺存在层窜、吐聚、吐砂严重以及地层压力测试成功率较低、分层注水方案难以实施、大部分主力油层不吸水、作业频繁、后续水驱效果不理想等问题,设计了后续水驱配套工艺,制定了新的作业施工方案,优化了分层测调方法。该技术在孤岛油田B19断块、东区注水示范区进行了试验和推广应用。结果表明,地层压力场重新分布,改善了吸水剖面,地层平均吸水率为105.5%,测试平均成功率达到92.2%,有效防止了关井后地层返吐造成的出砂现象,提高注水层段的合格率,平均达到70.15%,防止了因停注或压降造成的吐聚现象。

抽油机节能方案研究

针对常规游梁式抽油机表现出的诸多问题,对现有抽油机节能技术进行了分析,提出引起抽油机高能耗的主要矛盾是动态跟踪平衡与偏心曲柄平衡块的大起动惯量造成的大容量电动机匹配之间的矛盾。目前,我国油田大多为低渗贫油田和开采后期的低产油井,地层油液渗流速度慢,大冲程抽油机对其不适用,且光杆匀速运动不利于渗流充泵。基于此,制定了以悬挂偏置游梁式抽油机为基本机型,选用开关磁阻电动机为动力源的新型节能方案,并对悬挂偏置游梁式抽油机进行了动力学特性分析,对开关磁阻电动机的控制系统进行了设计分析。试验表明,该方案符合我国油田的实际情况,动态平衡度较高,电动机与悬点载荷匹配性能好,节能效果显著。

调压底阀的研制与应用

普通底阀无防砂和定压开启功能,对出砂严重的井况常出现层窜、返砂等问题。研制的新型调压底阀具有启闭压力可调、依靠液力启闭、液力缓冲和定压开启功能,能够及时开启定压开启机构,完成反洗井作业,保证洗井效果,有效防止了关井后地层返吐造成的出砂现象,保证了分层注水质量。

凝胶性能测试试验装置

凝胶性能测试试验装置可以在室内条件下对各种凝胶配方进行筛选,减少了作业费用及作业风险,同时凝胶性能测试试验装置可以模拟实际作业工况,通过试验得到的数据可以指导现场作业施工。