机械采油井管杆偏磨原因分析与治理研究

摘要

机械采油井管杆偏磨影响油田开发，是急需解决的热点问题。本课题总结了油井管杆偏磨的原因和偏磨井治理方法的国内外现状，分析油井含水上升后偏磨井的特点和井下杆柱的受力状态，建立了改进扶正环和大流道泵的偏磨治理方法。
　　以具有典型偏磨特点的大庆朝阳沟油田为背景，分析了油井区块分布、油井产量、原油粘度与油井产生偏磨的关系，确定了油井管杆偏磨的原因为油井含水上升，并利用现场统计数据对该论点进行了验证。
　　建立了油井管杆偏磨的杆柱受力模型，对杆柱所受力进行分析计算，得出偏磨井中和点理论计算公式，推算出偏磨井需治理的偏磨段，通过现场测试给出了中和点理论公式修正系数，为偏磨井治理提出了依据。
　　设计了新型扶正环，分析了在用扶正环的不足，研制了扶正环耐磨和锁紧力的检测装置，通过受力分析确定了扶正环的安装位置和间距，在现场应用验证后，改进后的扶正环可以作为将管杆隔开的偏磨治理的方法在油田应用。
　　研制了大流道泵，减少抽油杆柱的下行阻力，增加了柱塞与泵之间的间隙，扩大了游动凡尔和固定凡尔的过流通道，利用聚合物建立粘度与下行阻力关系的室内实验装置，验证了大流泵作为机械采油井偏磨治理方法是可行的。

目录

机械采油井管杆偏磨原因分析与治理研究

THE STUDY ON THE REASON AND RESOLUTION FOR THE ECCENTRIC WEAR OF RODS AND TUBING

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1引言

1.2偏磨原因研究的国内外现状

1.2.1产出液对偏磨的影响

1.2.2井身结构及生产参数对偏磨的影响

1.3偏磨治理方法的国内外现状

1.3.1改变抽汲方式或工作制度的方法

1.3.2隔离管杆的方法

1.3.3改变管杆受力状态的方法

1.4本文主要研究目的和内容

第2章 管杆偏磨井特征分析及治理方案确定

2.1引言

2.2偏磨井的井液粘度变化

2.2.1偏磨井的区块分布特征

2.2.2偏磨井与产量的关系

2.2.3油井产出液中含水对粘度的影响

2.3偏磨井与含水的关系

2.4 管杆偏磨治理方案的确定

2.4.1常规治理方法及缺点

2.4.2管杆偏磨治理方案

2.5本章小结

第3章 偏磨井抽油杆柱系统受力分析

3.1引言

3.2抽油杆柱轴向受力分析

3.2.1抽油杆柱在液体中的浮力

3.2.2抽油杆柱与液体之间的摩擦力

3.2.3泵筒与柱塞之间的摩擦力

3.2.4抽油杆柱的惯性力

3.2.5抽油杆柱中和点位置理论计算

3.3抽油杆柱受力测试

3.4中和点理论计算与现场测试方法可行性

3.5本章小结

第4章 管杆隔离的偏磨治理方法的改进研究

4.1引言

4.2总体的改进方案

4.3对卡式扶正环的改进

4.3.1扶正环的缺陷

4.3.2扶正环的改进

4.4对卡式扶正环的检测

4.4.1调压式扶正环耐磨性能检测装置

4.4.2调压式扶正环锁紧力检测装置

4.5现场应用验证

4.6本章小结

第5章 改变杆柱受力偏磨治理方法的研究

5.1引言

5.2研究的总体方案

5.3普通抽油泵的原理与配合间隙的规定

5.4大流道泵

5.4.1大流道泵结构与原理

5.4.2大流道泵改进

5.5大流道泵改进后的计算

5.5.1抽油泵漏失量的计算

5.5.2抽油泵下行阻力的计算

5.6大流道泵室内检测

5.7杆柱受力测试情况

5.8现场应用验证

截止到2009年3月，已累计应用大流道泵11口井，见表5-4。应用前上载荷平均32.5KN，下载荷平均12.6KN，应用后上载荷平均32.4KN，下载荷平均13.5KN，下载荷平均增加0.9KN。下电流平均增加0.7安培，措施前平均检泵周期412天，目前平均免修期已达674天，较应用前平均延长262天，且措施后生产状况稳定。

5.9本章小结

结论

参考文献

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