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抽油杆综合保护器应用效果评价

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抽油杆综合保护器应用效果评价

发布日期:2018-07-09 作者: 点击:

抽油杆扶正器和油管是抽油设备的重要部件,它们疲劳强度和使用寿命决定和影响了整套抽油设备生产效益。在采油过程中,抽油杆柱主要承受拉伸载荷,有时也要承受压力载荷,同时还要受到振动载荷、冲击载荷以及与油管相对运动所产生的摩擦力等多种载荷作用,从而容易引起杆管的偏磨损坏。

一、抽油杆综合保护器的工作原理及性能

针对以上生产?#23548;是?#20917;,试用了一种抽油杆综合保护器。该装置无需外部动力,又能对抽油杆产生足够的力矩使其旋转,兼具治理偏磨和减震的双重功效;它结构坚固,安全可靠,不影响生产,便于安装维护,普遍适用于油田各种抽油机井的生产需要。

1、工作原理

在抽油杆上下往复运动过程中,每个冲程出现的负荷交变(即负荷差)产生的能量,推动抽油杆微量旋转。装置的弹性储能单元将抽油机上下冲程?#22836;?#30340;负荷差机?#30340;?#20648;存起来,通过一个单向旋转装置,产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩,力矩的着力点间接作用在一个光杆锁紧装置上,带动抽油杆产生单向旋转。

2、功能与特性

(1)防止杆管偏磨

抽油杆在综合保护器的作用下匀速旋转,与油管壁磨损位置由原来的15°扩大到360°,?#35328;?#26469;的固定点磨损变为圆周磨损,使抽油杆寿命增加了24倍;另一方面,抽油杆转动时形成的附加扭矩,使其弯曲点和弯曲朝向发生偏?#30130;言?#26469;的固定点磨损变为非固定点磨损,大幅度提高了抽油杆和油管使用寿命。

该装置在运行?#20445;?#25277;油杆平均转数为2~10r/d,旋转时产生的附加扭矩很小,不仅对相关设备不会造成破坏,而且使抽油杆磨损寿命提高4~8倍,油管磨损寿命提高7~10倍。

(2)具有减震功能

抽油机发生应力突变?#20445;?#25277;油杆综合保护器的高性能弹性储能装置能有效吸收高于平均值80%的能量,再匀速?#22836;?#20986;来:一是大幅度减小了因震动造成的损害,保护抽油泵及泵内柱塞?#27426;?#26159;可?#26723;?#25277;油杆弯曲,有效减缓偏磨;三是可防止?#24067;?#30340;交变负荷造成的抽油杆?#36873;?#26438;断。

(3)其他功能

抽油杆带动活塞?#20013;?#36716;动,能有效?#33322;?#27893;筒内蜡卡、砂卡程度,防止杆不下或卡泵。该装置带动抽油杆始终作正向转动,有紧扣功能,可有效防止脱扣发生。

抽油杆管偏磨主要是由抽油杆和油管接触导致的。抽油杆综合保护器使抽油杆管的固定磨损变成了圆周磨损,能够有效延长抽油杆管的使用寿命,延长抽油机井的检泵周期。抽油杆综合保护器在抽油机上使用具有良好的经济效益。

抽油杆扶正器

二、偏磨的因素分析

1、抽油杆

要了解抽油杆如何影响偏磨,先从抽油杆的受力情况开始分析。工作中的抽油杆在油管中做上下往复运动,上行程,抽油杆主要受到拉力、摩擦阻力等影响,在杆管无接触的情况下不会发生偏磨;下行程,抽油杆受到打开游动凡尔所需力、摩擦阻力以及液击等影响,使杆受到了压力,活塞上端抽油杆发生弯曲并产生应力中和点,引起该点以下管杆发生接触磨损。

2、油管

生产中油管内存在一定的压差,是由于柱塞两端压力差引起的,接泵筒的油管内部压力对油管会产生弯曲效应。因此,供油充足、动液面?#32454;?#30340;油井,活塞两端压差小,油管弯曲?#20808;酰?#32780;供液不足、动液面低的井,活塞两端压差大,油管严重弯曲成螺旋形,致使油管与抽油杆发生多处接触磨擦,导致了杆管偏磨的发生。

3、井液

水驱油井在?#27426;?#30340;开采中,油井产液含水率?#27426;?#21319;高,当含水大于74.2%?#20445;?#20117;?#27827;?#27833;包水型转换为水包油型,管杆表面也由亲油性变为亲水性,管杆表面失去了原有的润滑作用,致使管杆磨损加剧;同?#20445;?#30001;于产出水中含有CO2、H2S等腐蚀介质,水与金属接触后发生化学反应,腐蚀使管杆表面粗糙度增加,造成严重磨损。

聚驱油井的聚合物见效井,采出液中含有残余聚合物,大幅度增加了采出液的黏度,导致泵活塞在下行中阻力增加,加剧了抽油杆弯曲程度,加快了偏磨的速度。另外,因采出液黏度升高,携砂能力增强,采出液中含砂量增加,磨损加剧,因而使油井偏磨现象更加严重。

4、其他

由于油井本身存在套变、?#21248;?#20117;斜、定向井斜以及地层蠕动等原因引起的井斜等井况因素,导致油管在井筒内发生偏?#30130;?#32780;油管内抽油杆在重力的作用下趋于垂?#20445;?#33268;使管杆接触磨损。

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