【精品】专业论文文献 -井斜对小泵深抽井检泵周期的影响.doc

井斜对小泵深抽井检泵周期的影响
井斜对小泵深抽井检泵周期的影响
摘要:通过对井身弯曲、油管和抽油杆的受力分析,确定影响小泵深抽井检泵周期的因素,从而提出解决方法。通过现场应用取得了良好的效果。
关键词:井斜油管抽油杆受力分析解决方法
一、前言
随着油田开发的进一步发展,小泵深抽在原油生产中起着越来越重要的作用,以中原油田黄河南开发区来说,在所有机采井中,基本上都采取了小泵深抽,而且绝大多数井动液面在1800~2200m左右,泵挂深度在2000~2400m左右。随着泵挂的不断加深,检泵周期除了受原油结蜡、地层出砂、井内介质的影响外,还受井身弯曲、油管和抽油杆的受力等因数的影响。而且,这些因素的影响在小泵深抽井的生产中,显得越来越突出。直接遏制着油井的正常生产。油田检泵周期仅有30天。因此,有必要对井身弯曲、油管和抽油杆的受力情况加以分析研究。
二、原因分析

在生产实践中,没有一口井井身轴线是绝对垂直的。每口井或多或少地都要偏离设计井身轴线,而且绝大多数井的井身轴线都是一条不规则的空间曲线。尤其是在井身中、下部,井身弯曲更加严重。如:油田有的井斜角达46°,甚至更大。这就给小泵深抽井带来极大的不利,大大地加剧了油管和抽油杆的相互磨损,严重地影响着油井的正常生产。
在油井的正常生产过程中,下冲程时,抽油杆因重力G在其垂直于井身轴线方向上的一个分力N的作用(如图a),自井身弯曲处以下部分抽油杆与油管紧贴在一起,产生相互摩擦。上冲程时,抽油杆除受重力G作用外,还受一个向上拉力F的作用(如图b)。抽油杆除因重力作用与油管产生摩擦外,在弯曲处,还受拉力F在垂直于接触面方向上一个分力N’的作用,与油管紧贴而产生摩擦。由于轴向与径向线度相差悬殊,实际计算中,а、θ均取井斜角。
式中:A—弯曲以下杆截面积,m2; ρ、ρc—分别为杆、液体密度,Kg/m3;
L—弯曲以下杆长,m; g—重力加速度,m/s2。
由(1)和(2)式知:井斜部位越浅,井斜角越大,泵挂越深,下部抽油杆与油管的磨损越严重。这与小泵深抽井的实际情况相吻合。

在正常生产中,下冲程时,由于游动凡尔打开,且柱塞与衬套间的半干摩擦力较小,油管主要靠自身重力作用而呈垂直状态。上冲程时,游动凡尔关闭,油管除受上述二力作用外,还受到一个由活塞效应所产生的作用力,并因此而改变了油管的垂直状态,使油管中性点(即合力为零的点)以下发生弯曲。该弯曲力的大小是泵柱塞断面面积和其上下压力差的函数。若中性点在动液面下,中性点以下油管长度则存在如下函数关系:
式中:A'—柱塞断面积,m2; △P—柱塞上下压力差,Pa;
g'—每米油管在液体中重,Kg/m。
把中性点以下油管柱看作一根两端带铰交座的细长压杆,如图A、B。
建立挠曲线近似微分方程:
式中:y—绕度,m; E—钢的弹性模量,210×109N/m2;
C—常数; D—油管外径,mm;
Pcr—压杆弯曲的临界力,N; d—油管内径,mm
例1:如果动液面深度为2000m,下Φ38mm的泵,21/2"油管内径62 mm,外径73mm,,,,那么经计算知