基于地面示功图对抽油杆与油管偏磨的诊断研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
基于地面示功图对抽油杆与油管偏磨的诊断研究
姓名:马晓明
申请学位级别:硕士
专业:化工过程机械
指导教师:颜廷俊
20090526
基于地面示功图对抽油杆与油管偏磨的诊断研究摘要机械采油是国内外传统采油的主要方式,而有杆泵采油是当前世界采油行业中应用最广泛的技术,也是至今依然在采油工程中占主导地位的人工举升方式。在有杆抽油系统中,抽油杆与油管偏磨是国内外油田普遍存在的问题。目前,我国大部分油田进入后期开采阶段,由于采用了注水、注聚合物等增产措施,造成抽油杆和油管偏磨问题尤为突出。它不仅造成抽油杆断裂,而且还会磨穿油管造成漏失,严重影响了油井的正常工作,缩短了油井的免修期,造成很大的经济损失。因此,有效地减轻或防止偏磨的危害,对提高抽油井产量、降低生产成本、提高经济效益有着重要的意义。针对这一实际问题,各油田现场都采取了型式多样的防偏磨措施,起到了一定作用,但都是在井下发生偏磨并造成事故后才采取的措施,严重“滞后本文通过研究偏磨原因,建立了抽油杆柱的轴向受力模型酆考虑了抽油杆柱所受的静载荷、惯性载荷、振动载荷及摩擦载荷分析了抽油杆柱失稳变形的原因即唤缭睾桑扑懔顺橛透酥氖芰中和点。以抽油机井地面示功图为研究点,建立了抽油杆/油管摩擦载荷的计算模型,该方法最大的优点是可以前瞻性的判断杆/管是否偏磨。进而由判断结果出发,根据偏磨产生的原因,提出了减轻或消除偏磨的措施,主要包括抽汲参数的优化、加重杆的设计、扶正器的
设计等。最后基于理论分析编制了一套软件,使用该软件可方便的判断出抽油杆与油管之间是否偏磨,在实际应用中取得了良好的效果。关键词:抽油机井,杆/管偏磨,示功图,弯曲变形,预防措施,软件开发北京化工大学硕貉宦畚
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雌良餲厶三,幻厶%磊彩如如‰以符号说明历万如鬉抽油机冲次,。重力加速度,·油井产出液的密度,虹·尾管长度,油管内径,第冻橛透酥闹本叮琺抽油泵柱塞与泵筒半径上的间隙,抽油杆柱最大下行速度,产出液动力粘度,·油井产出液运动粘度,.标准阀的流量系数雷诺数早抽油机冲程,第冻橛透酥慕孛婊琺柱塞截面积,游动阀阀孔截面积,加重杆截面积,抽油杆柱材料的密度,话愀值拿芏任油井产出液的相对密度加重杆密度,·第冻橛透酥ノ怀ざ鹊闹亓浚琋·单位长度油管在空气中的重量,单位抽油杆柱所受的分布力,第冻橛透酥某ざ龋琺抽油杆柱总长度,抽油杆柱单根长度,中和点以下的抽油杆柱长度,最小加重杆长度,抽油泵柱塞直径,游动阀阀座孔的孔径,油管内径与抽油杆柱直径之比加重杆最小直径,符祃刿
哆珊巴琎△.液流过阀速度,游动阀个数抽油杆柱弹性模量,抽油杆柱抗弯界面系数,单位时问内流过游动阀的液量,.抽油泵柱塞处上下压力差,考虑油管刚度的经验常数,最小临界载荷,北京化搜Ч恕甹:学位论文二扯
日期:砂蔓彤作者签名:墨鱼望导师签名:勉垒王坠保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在上年解密后适用间.≤,弼北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。日期:北京化火学学位论文原创性声明
第一章绪论问题的提出此世界各国都在为能拥有更多的石油而努力,具体表现在:为争夺石油资源而爆发的来提高开采石油的效率和质量,以达到用最低的经济投入获得最高的石油产量。到年底,⒘亿吨.。。与世界石油资源量相比,我国具有石油资源量相对不足的缺在采油工程中,有杆泵采油是世界石油工业传统的采油方式之一,由于其具有结多口,开井余口,有杆泵采油井占总开油井数的%【俊有杆泵采油是利用抽油杆柱在油管内上下往复运动带动井下抽油泵工作进行采油,理论上讲,只要各参数设计合理,抽油杆只是在油管的中心做上下往复运动。但在现场的油井中,由于井身轨迹、抽油杆与油管中心不对中、下行阻力过大等原因的影响,使得做上下往复运动的抽油杆与油管内壁发生接触现象,造成摩擦磨损,这就是通常说的偏