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采用玻璃钢—钢混合杆柱的抽油系统设计

引言. 玻璃翻抽油杆是70年代初作为与腐蚀间题作斗争而发展起来的一种新型材料的抽油杆.经过20年的发展,克服了制造中和使用维护中的一系列问题,已经显示出它的优越性.例如道当比例的玻璃钢与钢抽油杆进行组合后能够使泵产生超行程,从而增加排液量;由于玻璃钢抽油杆的重量大约是钢抽油杆的三分之一,因而可以减少抽油机悬点载荷,齿轮减速箱扭矩以及功率消耗.但是,玻璃钢一钢混合杆抽油装置与普通柯组合杆抽油装置在设计上有许多不同的地方,本文试图讨论这些问题.1杆柱设计 由于玻璃钢抽油杆不能承受压力,所以杆柱下部一般采用钢杆或加重杆组成玻璃钢一钢混合杆柱.钢杆和玻璃钢杆间的比例,影响混合杆整体的物理性质,例如混合杆的平均弹性常数E,、平均密度户,、弹簧常数K,以及声波在混合杆中平均传播速度a,都随其比例而发生变化.因而混合杆柱设计时初选悬点冲程S与冲数N等参数,不像钢杆柱那样方便. 迄今,玻璃钢一钢混合杆柱设计有四种方法: 1)半经验公式法:这种方...  (本文共7页) 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

玻璃钢—钢混合抽油杆柱动特性的计算机模拟

目前有杆抽油方法仍居于首要地位。玻璃钢抽油杆由于密度小、重量轻,耐腐蚀而得到广泛应用,因此精确预测钢与玻璃钢混合杆在井下的动态行为,建立混合杆的动力学数学模型是目前急需解决的一大难题。本文采用有限元软件,对影响有杆抽油的主要部件-抽油杆的动特性进行了计算机模拟,主要研究内容如下:1.根据一维带阻尼、重力的波动方程,给出了详尽的有限元推导过程。2.用软件中的模态分析方法求解混合杆柱的固有频率,找到了玻璃钢所占比例及接箍集中质量与固有频率之间的定性关系。3.根据抽油机光杆运动方程,按不同时间区段模拟单级钢抽油杆柱的循环运动过程,绘制其计算机模拟的位移、速度、力及示功图曲线,并将它与实测示功图进行了对比,得到了较好的吻合效果,所得图形为确定合理的光杆形状及运动曲线和优化抽油机系统奠定基础。4.步骤同上,模拟同一工况下多级钢抽油杆和玻璃钢-钢混合抽油杆柱的循环过程,绘制相关曲线并进行对比,分析,得出一些重要结论,为正确选择抽油机、泵、杆...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

《石油机械》2001年12期
石油机械

玻璃钢-钢混合杆抽油系统设计问题综述

玻璃钢抽油杆柱经过多年的发展,已显示出它的优越性’‘-”。如玻璃钢抽油杆柱质量轻,可减少设备投资,节约能源;耐腐蚀,减少抽油杆柱的断脱事故;弹性模量低(约为钢弹性模量的l/4),合理使用可实现超冲程,增加原油产量。但是,玻璃钢-钢混合抽油杆柱设计与钢制抽油杆柱有很大不同。国内外学者在继承和发扬普通钢制抽油杆柱设计方法的基础上,对玻璃钢-钢混合杆抽油系统设计方法做了大量研究探索工作,形成了玻璃钢-钢混合杆抽油系统的杆柱设计方法、受力分析和特殊参数的计算方法,笔者对这些问题综述如下。 杆柱设计方法 玻璃钢抽油杆柱不能承受压力,杆柱下端一般采用钢抽油杆或加重杆组成玻璃钢-钢混合杆柱。玻璃钢抽油杆柱和钢制抽油杆柱的比例,会影响混合杆柱整体的物理性质,如混合杆柱的平均弹性模数Er、平均密度Pr、弹簧常数K,以及声波在混合杆柱中的平均传播速度ar都会随其比例不同而变化。因而,玻璃钢/钢混合杆柱设计的难点在于初选悬点冲程S和冲次N等参数。 文...  (本文共4页) 阅读全文>>

《石油机械》2010年06期
石油机械

玻璃钢-钢混合杆柱优化设计

目前,国内外在深井采油中应用最多的抽油杆有超高强度抽油杆和玻璃钢抽油杆。超高强度组合抽油杆的泵挂深度已达4420m[1],玻璃钢混合抽油杆柱的最大泵挂深度已达5136m[2]。玻璃钢抽油杆具有密度小、弹性好和耐腐蚀等特点,能够实现深抽减载、柱塞超冲程,因此被广泛应用在深井有杆抽油中。但是,玻璃钢杆柱不能承受过大的轴向压力,杆柱底部需增加一定长度的钢杆形成玻璃钢混合杆柱。另外,玻璃钢的使用温度还有严格限制。因此,合理设计玻璃钢混合杆柱,充分发挥其优点是目前亟待解决的问题[3]。鉴于此,笔者从整个玻璃钢混合杆柱系统出发,给出系统优化设计的主要步骤,确定合理的优化设计目标函数;在分析玻璃钢杆柱应力约束条件的基础上,提出新的玻璃钢混合杆柱系统设计思路。1玻璃钢混合杆柱设计初选比例设计玻璃钢混合杆柱时要考虑以下因素:混合杆柱的固有频率是否与冲次匹配;②混合杆柱的自身载荷是否较小;③玻璃钢杆段是否始终处在不受压状态;④整个杆柱系统是否满足应...  (本文共5页) 阅读全文>>

《油气井测试》2013年01期
油气井测试

一种设计玻璃钢混合杆柱抽油系统的新方法

玻璃钢杆柱是近年来发展起来的一种新型特种材质抽油杆,具有密度小、弹性好、耐腐蚀等特点,能够实现深抽减载、柱塞超冲程,因此被广泛的应用在深井有杆抽油中。目前使用玻璃钢混合杆柱最深的井位于美国Texas的Midland附近,其泵挂深度为5136 m[1]。在进行深井抽油系统设计时,需要注意玻璃钢杆柱不能承受过大的轴向压力,杆柱底部需设计增加一定长度的钢杆形成玻璃钢混合杆柱[2-4]。通过对杆柱系统失稳载荷的分析,得到了以底部杆柱不受压失稳为目标的杆柱应力设计方法,给出了系统优化设计的主要步骤,确定了合理的优化设计目标函数。在分析玻璃钢杆柱的应力约束条件的基础上,提出了新的玻璃钢混合杆柱系统设计思路。1玻璃钢混合杆柱振动特性分析在有杆抽油系统中,抽油机通过抽油杆将动力传递到井下,使井下抽油泵随之往复运动。根据振动理论分析,可以认为:地面交变的激振力通过抽油杆柱使井下泵随之产生周期振动响应。对于玻璃钢混合杆柱而言,合理设计玻璃钢、钢的杆...  (本文共5页) 阅读全文>>

《石油矿场机械》2010年07期
石油矿场机械

玻璃钢混合杆柱设计方法及防冲距计算

目前,我国主要油田大多已进入中后期开发阶段,随着地层压力的逐渐递减,需要不断地加深泵挂深度、增加生产压差来提高原油采收率。抽油机井的泵挂不断增加使得悬点载荷和峰值扭矩也不断增大,常规金属抽油杆显然无法满足要求。国内外深井采油中目前应用最多的抽油杆有超高强度抽油杆和玻璃钢抽油杆,使用超高强度组合抽油杆的泵挂深度已达4 420 m[1],采用玻璃钢混合抽油杆柱的最大泵挂深度已达5 136 m[2]。玻璃钢抽油杆具有密度小、弹性好、耐腐蚀等特点,能够实现深抽减载、柱塞超冲程,因此被广泛地应用在深井有杆抽油中[3-4]。由于玻璃钢杆柱不能承受过大的轴向压力,杆柱底部需设计增加一定长度的钢杆形成玻璃钢混合杆柱。因此,合理设计玻璃钢混合杆柱,充分发挥其优点是目前亟待解决的问题[5-7]。本文通过对杆柱系统失稳载荷的分析,得到了以底部杆柱不受压失稳为目标的杆柱应力设计方法,并通过模糊数学优化选取目标函数,最终得到了整个玻璃钢混合杆柱优化设计步...  (本文共5页) 阅读全文>>

《内蒙古石油化工》2012年06期
内蒙古石油化工

百重7稠油水平井杆柱配套技术研究与应用

由于稠油水平井具有水平段与油层接触面大、单井控制储量大、吞吐热效率高、单井产量高以及生产压差低等特点,近几年随着钻井技术不断提高,水平井技术越来越广泛地被应用。新疆油田百口泉采油厂由于在水平井杆管配套工艺方面还处于起步阶段,水平井举升杆柱配套工艺难以满足现场使用要求,出现了抽油泵适应性差、杆柱频繁断脱等问题,严重影响水平井正常生产。1稠油水平井开采工艺技术配套现状及存在的问题1.1百重7稠油水平井采油工艺配套现状1.1.1完井方式直井段与斜井段均采用直径244.48mm技术套管固井,水平段悬挂直径168.3mm冲缝筛管。井口装置大部分都采用SKR 14-78×52活动式双管热采井口。图1 SKR 14-78×52活动式双管热采井口1.1.2稠油水平井生产工艺管柱配套现状水平井采用主副管双管结构:主管采用Φ88.9mm平式油管用于注汽、抽油;副管采用Φ60.3mm内接箍油管用于注汽、测试、冲砂等作业。1.1.3稠油水平井生产工艺杆...  (本文共2页) 阅读全文>>