油田抽油井防偏磨技術(shù)研究及應(yīng)用改稿畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-13 05:23 本頁面
【正文】 圖3：33202泵上第5根油管磨穿裂縫（2）抽油桿體與油管的偏磨 產(chǎn)生這種摩擦的主要原因是抽油桿柱在下沖程時受泵活塞阻力的影響而發(fā)生彎曲，致使桿體與油管內(nèi)壁相摩擦，一般表現(xiàn)為單面磨損。（3）抽油桿體或接箍與油管的角度磨損這種磨損表現(xiàn)為抽油桿和油管的兩邊磨損，且一邊在上，一邊在下，磨損面形狀多呈三角形（詳見圖4），φ19mm和φ22mm抽油桿常常發(fā)生這種偏磨，φ25mm抽油桿則少見。這說明井筒底部井眼曲率變化大，在上沖程時抽油桿一邊磨損，下沖程時另一邊磨損，且兩磨損部位在軸向上有一定的距離，同時將油管內(nèi)壁磨成三角形深槽，嚴(yán)重時造成穿孔或開裂，此情況約占偏磨井的10％。圖4：33163接箍角度偏磨三、防偏磨基礎(chǔ)理論研究防偏磨治理研究的出發(fā)點：一是減少管桿之間的正壓力；二是減少管桿之間的摩擦系數(shù)；三是減少管桿之間的偏磨距離。斜井中管桿受力分析：在抽油井生產(chǎn)時，抽油桿的綜合拉力Ｆ和綜合重力Ｗ產(chǎn)生了一個管壁正壓力Ｆｘ。在正壓力Ｆｘ的作用下，油管和抽油桿相互接觸運動產(chǎn)生摩擦。直井中管桿受力分析：a、使油管彎曲變形的軸向載荷F軸 油管彎曲產(chǎn)生于上沖程。在上沖程時，抽油桿帶動柱塞上行，固定閥打開，游動閥關(guān)閉，液柱作用在柱塞和抽油桿上，使抽油桿伸直。而油管承受著它在液柱中的重力Ｆ管、液柱與油管之間的摩擦力Ｆ摩、泵筒與柱塞間的半干摩擦力Ｐ摩干，吸入液體通過固定閥的液流阻力Ｆ閥。由于 Ｆ管、Ｆ摩沿管柱均勻分布，對油管彎曲變形影響不大，引起油管彎曲變形的軸向載荷主要為Ｐ摩干和Ｆ閥，其計算公式分別為：Ｐ摩干=（0．94Ｄ/δ）140 (1)Ｆ閥=Ｆ2ｖ2/（2μ2ｆ2ｇ） (2)Ｆ軸=Ｐ摩干+Ｆ閥 (3)式中:Ｄ—抽油泵柱塞直徑，ｍｍ； δ—柱塞與襯套副半徑上的間隙，ｍｍ；μ—流量系數(shù)，根據(jù)μ=ｆ(Ｒｅ)曲線確定； F—泵柱塞的全面積，m2； f—固定閥閥座孔的全面積，m2； g—重力加速度，m/s2；v—柱塞運動速度，m/s。 b、使抽油桿彎曲變形的軸向載荷P軸 抽油桿彎曲產(chǎn)生于下沖程。在下沖程時，抽油桿帶著柱塞下行，固定閥關(guān)閉，排出閥打開，液柱作用在油管上，使油管伸直。而抽油桿柱承受在液柱中的重力P桿，桿柱與液體之間的摩擦力P摩，泵筒與柱塞間的半干摩擦力P摩干，采出液體通過排出閥的液流阻力所產(chǎn)生的向上作用力P閥，由于P桿、P摩沿油桿柱均勻分布，對桿柱彎曲變形影響不大，引起桿柱發(fā)生縱向彎曲的載荷主要為P摩干和P閥，其計算公式分別為： 式中: L—抽油桿柱的中性點以下的長度，m； d0—抽油桿柱直徑，mm； γ—抽油桿柱重度，N/m3； f油—油管內(nèi)液柱作用在柱塞上的液體壓力，N/m2；抽油桿柱中性點計算：在詳細(xì)分析抽油桿柱受力的基礎(chǔ)上，并經(jīng)過多方論證和數(shù)據(jù)收集，編寫了計算抽油桿柱中性點長度的程序，經(jīng)計算，其結(jié)果與文南油田桿柱的偏磨情況相吻合，因此可利用此程序優(yōu)化設(shè)計出直井需配套注塑桿長度。 （1）抽油桿柱中性點計算公式如下：L=式中：P慣下=b= qr：每米抽油桿的質(zhì)量，Kg/m （19mm：，22mm：， 25mm：）：抽油桿材料（鋼的密度），=7850Kg/m3：抽汲液體的密度Kg/m3 （原油取830Kg/m3）=fw +（1fw）fw：含水率，小數(shù) ：水的密度，Kg/m3（1000Kg/m3） ：原油密度，Kg/m3（830Kg/m3）L：抽油桿柱長度，m； g：重力加速度，m/s2（）S：沖程（，3） n：沖次 因在文南油田主要為三級桿組合，故P慣下=（qr19L19+ qr22L22+ qr25L25）（2）P軸=P摩干+P閥式中（1）P摩干=（） 單位N D：抽油泵直徑（3257mm） b：柱塞與泵筒的配合間隙，mm（一級：，二級 ：，計算時取一級泵值：）P閥=式中：?k：抽油泵柱塞上游動閥的數(shù)目（2個）； μ：流量系數(shù)，μ=f（Rs）其中Rs為雷諾數(shù)，Rs= d0：游動閥閥孔徑 W液：采出液體的運動粘度（104m2/s）當(dāng)Rs≤3104時，μ=（其中μ與Rs曲線見《采油工程原理設(shè)計》P110標(biāo)準(zhǔn)型閥的流量系數(shù)）F：柱塞的截面積m2 32：104 38：10444：104 50：10457：104 游動閥閥座孔直徑： 泵徑 閥直徑 32 15 38 44 23 50 25 57 ｒ液=ρ液g=[fw+（1fw）]g（3） 式中d0：下部抽油桿柱直徑（一般為19mm桿），h：抽油桿柱長度即泵深。19mm桿截面積為=104m2（4）將每種載荷代入：L= 即可求出中性點位置。式中d0：下部抽油桿直徑 ：抽油桿材料（鋼的密度），=7850Kg/m3根據(jù)文南油田現(xiàn)狀，可將上式變更為：L=((+（qr19L19+ qr22L22+ qr25L25）+（（））+運用上式，計算出文南油田抽油桿柱中性點長度如下：表1：抽油桿柱中
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