柔性连续抽油杆超冲程问题探讨
关于对连续抽油杆抽油技术探讨与研究
关于对连续抽油杆抽油技术探讨与研究[摘要]随着我国石油工业的快速发展，中小产量油田、低渗透油田的数量不断增加，而且伴随着油田开发中后期的到来，石油开采工业的开采工艺要求越来越多。
作为我国90%以上油井使用的泵杆采油方式的关键设备，连续抽油杆所发挥出的作用是巨大的，它自身的性能特点对油田开采所到达的效果是有很大影响的。
在整个油田开采系统中，连续抽油杆及配套技术的普遍应用，能够发挥出无可比拟的优越性，可以有效地提高超深井、腐蚀井、低渗井等油井的油气产量。
本文就从连续抽油杆的自身性能出发，对连续抽油杆的抽油技术进行简单的探讨与研究。
[关键词]连续抽油杆抽油技术技术性能研究开发柔性连续抽油杆中图分类号：te933 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0062-01正文：连续性抽油杆是我国泵杆抽油的关键性工具设备，它的作用在于发挥自身性能，提升石油开采的产量。
作为一项石油开采的重要设备，连续性抽油杆的研究和开发一直在进步中。
这对性能的提升和抽油技术的提升做出了重大贡献。
下面笔者就对连续抽油杆的研究现状、技术特点以及抽油杆抽油新技术进行简单的探讨。
一、连续性抽油杆的研究现状目前，在我国的抽油系统应用上已经开发了三种连续抽油杆抽油技术，它们分别是钢丝绳连续抽油杆、碳纤维连续抽油杆和钢质连续性抽油杆。
钢丝绳连续抽油杆是我国最早应用的一种抽油杆，它是由江汉石油学院研制成功的，后来又有知名学者对钢丝绳连续性抽油杆进行了十分深入系统的技术研究，对连续抽油杆的表面的钢丝绳进行了十分细致的安全防护处理，大大延长了使用钢丝绳连续性抽油杆的寿命，达到了用户使用的要求。
它是使用了特殊钢丝绳，外面为异种钢丝捻成作为防护，能够很好的耐盐、耐酸和耐硫化氢；碳纤维连续抽油杆在我国的开发时间是1999年，是由山东大学研制开发的，经过了艰难的技术攻克和实践实验，碳纤维连续性抽油杆获得了成功，满足了石油开采的需要，得到了很大的推广，它由碳纤维增强树脂基复合材料组合而成，由于此材料的高性能，碳纤维连续抽油杆的比强度和比模量很高，在开采中应用越来越广泛；最后一种是钢质连续性抽油杆，此项技术并不是国内研发，而是由加拿大的知名公司研究卡法的，钢质抽油杆是一种具有圆截面和半椭圆截面的连续抽油杆，该公司耗尽三年技术力量研制成功，。
钢丝绳抽油杆在抽油体系中的研究和使用过程中存在的问题
达 一 定 量 时 就 会 产 生 气 泡 ， 响 测 试 结 果 ， 而 采 用 影 从 酸 处 理 。 别 测 试 了 磷 酸 、 酸 、 酸 、 酸 等 常 见 的 分 盐 硝 硫 酸 ， 中 以硫酸 性 能最 好 。 其 ３ １ ２ 标 准 工 作 曲 线 取 标 准 溶 液 （ １ｍ ｇ ｍ Ｉ ．． 含 ／ 硫 氰 酸 铵 ） ． 、 ． 、 、 、 ． 、 ． 、 ． ｍＬ ， 定 吸 光 １０２０ ３０４０５０６０ 测 度 ， 制 标 准 工 作 曲 线 ； 线 性 回 归 ， 方 程 为 ： 相 绘 经 其 ， 关 系数为 ； 为 吸光 度 ； 为 测定 浓度 ， ／ ５ Ａ Ｃ ｍｇ ２ Ｌ。
作 业 的 劳 动 量 ； 性 杆 重 量 轻 ， 大 大 减 小 抽 油 机 的 柔 可
右 ， 用该 杆 可 达 到 如 下 效 果 ； 油 井 泵 效 明 显 提 应 ① 高 ；② 油 井 产 液 量 提 高 １ ｏ％ ～ ２ ％ ； 节 能 ５ 左 ｏ ③ 右 ； 检 修 周 期 至 少 延 长 １ ４， 约 作 业 费 用 ；⑤ 修 ④ ／ 节 井 作 业 条 件 大 大 改 善 。 内 外 中 低 粘 度 、 小 斜 度 的 国 中 有 杆 机 械 采 油 井 均 可 使 用 ， 其 适 合 大 泵 提 液 、 泵 尤 小 深 抽 。我 国 现 有 油 井 １ ０多 万 口 ， 年 将 新 增 加 油 井 每
３ ２ １ 温 度 、 间 影 响 重 铬 酸 钾 是 强 氧 化 剂 ， 乙 ．． 时 和 醇 反 应 时 ， 要 一 定 的 温 度 、 间 ， 能 达 到 一 定 的 需 时 才 理 想 效 果 。 度 越 高 ， 应 越 快 ； 间越 长 ， 应 越 完 温 反 时 反 全 。在 实 验 中 ， 了 在 反 应 条 件 下 好 记 录 ， 温 度 为 为 取 １ ０ Ｃ、 间 １ ｍ ｉ 。 ００ 时 ０ ｎ ３ ２ ２ 标 准 工 作 曲 线 取 标 准 溶 液 （ ２ ０ ｍｇ ｍＩ 、． 含 ． ／ 乙 醇 ） ． 、 ． 、 ． 、 ． 、 ． ６ ０ Ｉ， 定 吸 光 度 ， １ ０ ２ ０ ３ ０ ４ ０ ５ ０、 、 ｍ 测 乙醇 浓 度 与相 应 的 吸 光度 有 着 很 好 的 线性 关 系 ， 其 线 性 方 程 为 ： 相 关 系 数 为 ； 为 吸 光 度 ； 为 测 定 浓 ， ｈ ｃ 度。 ３ ３ 卜结 ． 确 定 了 测 定 油 田 中 分 配 和 非 分 配 示 踪 剂 含 量 的 分 光 光度 法 ， 建 立 了浓 度 和 吸 光度 之 间的 直线 关 并 系 ， 油 田测 定分配 和 非分 配示 踪剂 奠定 了基 础 ， 为 该 方 法具 有简 单 、 确 等 特 点 。 准
柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能研究
柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能研究柔性抽油杆（Flex-Rod）是一种用于油井抽油的设备，它具有高度的柔韧性和耐腐蚀性能，在油井作业中发挥着重要的作用。
然而，在高温高压酸性环境中，柔性抽油杆的长期性能受到一定的挑战。
因此，本文将探讨柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能研究。
首先，高温高压酸性环境对柔性抽油杆的材料选择和设计提出了挑战。
在这样的环境下，柔性抽油杆的材料需要具有良好的耐腐蚀性能和高温稳定性。
当前常用的柔性抽油杆材料包括高合金钢和特殊复合材料。
高合金钢具有较强的耐腐蚀性能和机械性能，但在高温下容易发生变形和疲劳断裂。
特殊复合材料具有较好的高温稳定性和耐腐蚀性能，但制造工艺较为复杂。
因此，未来的研究可以探索新型材料的使用，以提高柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能。
其次，柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能受到疲劳破坏的限制。
在油井作业过程中，柔性抽油杆会不断地承受往复运动和弯曲应力，这容易导致疲劳破坏。
为了解决这个问题，研究人员可以通过优化柔性抽油杆的设计和改进材料制造工艺来提高其疲劳寿命。
例如，可以采用更高强度的材料和增加材料的抗疲劳性能。
同时，结构优化和有效的润滑措施也可以减小疲劳破坏的风险。
此外，高温高压酸性环境中的腐蚀问题是柔性抽油杆长期性能研究的重要方面。
酸性环境中的腐蚀会使柔性抽油杆的表面失去保护层，导致材料的破坏和性能下降。
因此，为了提高柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的腐蚀抗性，可以采用防腐蚀涂层和材料的表面处理技术。
同时，改进油井液的配方和操作控制也可以降低腐蚀风险。
另外，高温高压酸性环境对柔性抽油杆的温度和压力应力也提出了要求。
随着温度和压力的升高，柔性抽油杆承受的功率和应力也会增加。
因此，需要对柔性抽油杆的温度和压力性能进行全面的研究。
通过实验和数值模拟相结合的方式，可以评估柔性抽油杆在不同温度和压力条件下的性能，提出相应的优化策略。
综上所述，柔性抽油杆在高温高压酸性环境中的长期性能研究是一个具有挑战性的课题。
柔性控制超长冲程抽油机在大庆油田的应用
机架。电力控制柜用螺栓连接到底座上，滚筒减速 器经由滚筒座用螺栓连接到底座上，电动机通过联 轴器和螺栓连接到滚筒减速器上，传动轮由主机架 用螺栓连接到基座上。滚筒减速器上缠绕钢丝绳， 钢丝绳绕过传动轮，穿过井口连接于井中的抽油杆 上，抽油杆下端连接长冲程抽油泵柱塞，长冲程抽 油泵柱塞与长冲程抽油泵泵筒配合。
图 1 柔性控制超长冲程抽油机运行示意图
滚筒减速器为渐开线圆柱齿轮二齿差减速器卷 筒，减速器安装在卷筒内部。电动机通过螺栓、联 轴器分别与减速箱轴承座、减速器输入轴连接。电 源控制柜具备柔性启停功能，按设定工作制度驱动 电动机运行，可实现过载自动停机。
柔性钢丝绳规格为 ϕ 23 mm，涂覆高分子改性 材料，具有较好的耐磨抗腐蚀性能。柔性钢丝绳与 抽油杆通过接头连接，抽油杆采用 ϕ 19 mm 规格。
以 10 型长冲程抽油机为例，最大提拉力 100 kN， 额 定 提 拉 力 80 kN， 总 传 动 比 215； 地 面 卷 筒 直 径 ϕ 1000 mm， 长 800 mm， 转 速 4.6 r/min； 柔 性 钢 丝 绳 直 径 ϕ 28 mm， 额 定 速 度 0.26 m/s； 电 动 机 型 号 YVF225M-6-30， 功 率 30 kW， 转 速 980 r/min； 减 速器额定扭矩 110 kN·m；冲程 50～100 m 范围内 可调，冲速 1～12 h-1范围内可调。
下冲程过程中，控制系统驱动电动机反转，带 动滚筒减速器反向转动，滚筒转动释放盘在滚筒上 的柔性钢丝绳；同时通过主机架上的传动轮钢丝绳 及抽油杆下放入井口，柱塞拖动长冲程抽油泵 下移。
控制系统驱动电动机正、反转，滚筒带动柔性 绳完成往复运动，柔性钢丝绳驱动井下抽油杆、抽 油泵完成整个采油过程。另外，通过设定上、下冲 程间的停机时间，油井还可以实现智能间歇采油。 1.3 工作参数
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨抽油杆是油田生产中重要的生产设备，起到了提取地下油藏油品的关键作用。
但是在长时间的运行中，抽油杆也会面临各种故障问题，这些故障问题不仅会影响油田的生产效率，还会增加生产成本。
对抽油杆的故障类型进行分析，并提出对应的治理对策对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。
一、抽油杆的故障类型1. 抽油杆断裂抽油杆断裂是抽油杆故障中比较常见的一种情况。
抽油杆在长期高频次的工作状态下，由于自身结构缺陷或者工作环境的恶劣因素，抽油杆可能会出现断裂现象。
断裂会导致生产中断，严重影响油田的产量。
2. 抽油杆折断在抽油杆工作时，由于油井内部的介质变化或者设备操作不当，抽油杆可能会发生折断，导致生产中断，需要及时进行维修处理。
3. 抽油杆扭曲抽油杆在工作过程中，可能会受到不均匀的外力作用，导致抽油杆的扭曲变形，严重影响其正常工作状态。
4. 抽油杆腐蚀由于油井中存在的酸性、碱性等腐蚀介质，加上长期的工作状态，抽油杆很容易出现腐蚀现象，影响抽油杆的使用寿命。
5. 抽油杆卡阻由于油井内部的渣层、尘土等杂质固积在抽油杆上，使得抽油杆无法正常工作，产生卡阻现象。
二、抽油杆故障的治理对策探讨1. 抽油杆断裂的治理对策针对抽油杆断裂的情况，首先需要对抽油杆的质量进行严格控制，确保抽油杆的材料和制造工艺符合标准要求。
在抽油杆的安装和使用过程中，要严格遵循操作规程，做好抽油杆的日常维护保养工作，及时发现并处理抽油杆的隐患，防止断裂事故的发生。
采用先进的检测技术，对抽油杆进行定期检测，发现问题及时更换抽油杆，以确保生产的连续性和稳定性。
2. 抽油杆折断的治理对策抽油杆折断通常是由于设备操作不当或者油井内部介质异常导致的，因此在生产过程中，需要严格按照操作规程进行操作，确保设备的正常运行。
对于油井内部介质的异常情况，需要加强对油井的监测和管理，及时清理油井内部的杂质，保持油井的清洁状态，减少抽油杆折断的风险。
碳纤维复合材料柔性连续抽油杆开发及应用
焊第二、第三道支撑。
（4）水库运行中都由电气设备来控制，技术人员和看护人员都要对设备进行检测，检测内容包括设备外观检测、电机、操作设备和电线的铺设等。
其中，外观检测是根据相关标准进行的；电机检查主要看外壳有没有被腐蚀和生锈，螺钉有没有松动、接线盒是否存在水分、运动轴承是否需要更换等；操作设备是指对电气柜中的设备，由于电气柜一般是半封闭的状态，有灰层进入其中，是否需要清理，各种开关继电器是否接触良好，是否需要更换；保险丝是否存在熔断的可能；电线检查，主要包括电力线路、电缆线路、照明线路等。
4总结随着我国水利工程的大量兴建，对水库的建设也是日趋完善。
而针对白莲崖水库的实际情况，根据其设计的要求，探讨了该水库闸门的金属结构和相关组件的分析，旨在提高该水库的运营效率和使用寿命，为其他地区的水库建设提供一定的数据。
参考文献［1］张兆胜.浅谈白莲崖水库工程碾压混凝土的养护与防护［J］.治淮，2017（3）：42-43.［2］常根军，任成林.简议水库工程维修养护经费测算与实施管理［J］.河南水利与南水北调，2017（1）：92-93.［3］邬俊乐.试论呼和浩特抽水蓄能电站上水库工程中的混凝土缺陷处理［J］.内蒙古水利，2017（8）：21.［4］王德丽.台江县空寨水库工程金属结构布置与设计［J］.水利科学与寒区工程，2018，1（7）：49-52.〔编辑王永洲〕碳纤维复合材料柔性连续抽油杆开发及应用宫博，周洋，陈彪（中石油渤海装备新世纪机械制造有限公司，天津300280）摘要：碳纤维复合材料柔性连续抽油杆是一种新型的设备，在实践中应用效果显著。
碳纤维复合材料柔性连续抽油杆的特征，分析碳纤维复合材料柔性连续抽油杆的开发。
关键词：碳纤维复合材料；柔性连续抽油杆；开发应用中图分类号：TE9文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.02D.940引言碳纤维就是通过有机纤维经过在热处理过程中转化形成的，是一种含碳量高于90%的无机高性能纤维，属于力学性能较为优异的新型材料，而因为碳纤维具有固有本性特征，也具有纺织纤维的柔软可加工性，属于新一代增强纤维。
柔性连续抽油杆超冲程问题探讨
侯 勇俊 ． 式 网 钻 井 振 动 筛 湿 同 相 颗 粒 运 移 模 型 ［ ］ 筒 Ｊ．
石 油 矿 场 机 械 ， ０ ７ ３ （ ） １３ ２ ０ ， ６ ６ ： ．
张 跃 军 ， 风 霞 ， ． 型 同 控 系 统 减 少 岩 屑 上 的 油 周 译 新
［］ 国外 石 油 机 械 ，９８ ９ １ ：４２ ． Ｊ． １ ９ ，（ ）２ —７ 侯勇俊 ， 田道 云 ， 明 洪 ． 式 网 振 动 筛 固 相 运 移 动 力 张 筒 学 研 究 ［］ 石 油学 报 ，０ ４ ２ （ ） １９ｌ ２ Ｊ． ２ ０ ，５ ６ ：０一 １．
摘要 ： 对 国 内柔性 连续抽 油杆在 应 用 中强调 柔性杆 容 易实现超 冲程 的观点 ， 针 引述理 论界 对于 柔性
连 续 抽 油 杆 柱 塞 超 冲程 的 讨 论 ， 据 杆 柱 一 维 振 动 模 型 阐述 柱 塞 超 冲 程 的 相 关 问题 ， 明 不 同 阻尼 依 说 下 实现 放 大 系数 最 大 时 的 频 率 比 随 阻尼 系数 的 变 大 而 变 小 。提 出 出现 超 冲 程 时 必 然会 伴 随 着 超 载 荷 ； 过 阻 尼 的 情 况 下 ， 柱 不但 不 会 出现 超 冲 程 ， 而会 出现 超 冲 程 损 失 ； 性 杆 的 应 用 应 该 以柱 在 杆 反 柔 塞 的 实 际 冲 程 作 为 设 计 依 据 ； 性 杆 相 对 超 冲 程 的 量 一 般 比 液 载 的 额 外 冲 程 损 失 小 ， 是 钢 丝 绳 弹 柔 正 考
２１ ０ ０年 第 ３ ９卷 第 １期 第 ４页
文 章 编 号 ：１ ０１ ３ ２（ ０１ ） １ ０ ４ ０ ０ － ４８ ２ ０ ０ ０ ０ — ５
石 油 矿 场 机 械
柔性连续抽油杆的研究与发展现状
证明, 柔性连续抽油杆是今后抽油杆的发展必然趋势。
关键词: 柔性连续抽油杆; 研制; 发展; 应用
中图分类号: T E 993. 2
文献标识码: A
机械采油是国内外传统采油的主要方式, 而有杆泵抽油是当今世界石油行业中应用最广泛的技术。世界 上采用机械采油的井数大约是总生产井数的 90% , 而采用有杆泵抽油的井数是机械采油井数的 80%～ 85%。目前我国陆上约 90% 的油井采用有杆泵抽油。然而由于泵杆普遍采用的刚性抽油杆本身结构特点及 加工工艺造成金属内部组织缺陷 (主要在靠近刚性抽油杆端部的热处理过渡区) , 在使用过程中容易从此处 断裂、脱扣, 加上抽油杆的长度短 (每根 8 m 左右)、强度低、易结蜡和无法消除活塞效应等缺点, 导致安装过 程中工人劳动强度大和作业时间长, 一些弊病难以克服, 直接影响抽油效率[1～ 3]。
莫易敏 潘运平 (武汉理工大学)
摘 要: 着重介绍了国外柔性连续抽油杆的研究情况和国内柔性连续抽油杆的研制以及在华北、青海、中原和胜利油
田的应用情况。将国内柔性连续抽油杆与国外连续抽油杆和刚性抽油杆的性能比较, 国产柔性连续抽油杆具有抗拉强度
高、弹性模量大、结构伸长率小等优点。在油田试用结果表明: 柔性连续抽油杆的泵效提高显著, 节能降耗效果明显。实践
1965 年加拿大艾尔伯达 Co rod M anufactu re 有限公司提出了半刚性金属连续抽油杆的概念, 开始研制 连续金属抽油杆, 1968 年研制成功[4, 5]。这种半刚性金属连续抽油杆的横截面为椭圆, 加工工艺大致是: 成卷 圆形钢材开卷→矫直→焊接→轧制成预期所需形状和尺寸→收卷, 再经热处理、喷丸清理、光洁表面、涂防锈 剂、无损探伤检测, 把半刚性抽油杆收卷到直径为 5. 5 m 的卷筒上, 卷筒装到特殊设计的运输拖车上, 安装 时由卡车牵引拖到矿井, 再利用专门设计的巨型作业车将半刚性连续抽油杆通过直径为 12 m 的导向管, 由 液压驱动的副履带和矫直系统为动力进行起下作业。 半刚性连续抽油杆在出厂时下端焊接能与柱塞泵杆相 连接的接头, 在井场安装时根据下泵深度再利用特种焊接工具车进行现场焊接。油井起下作业时间一般需要 5～ 8 h。Co rod M anufactu re 公司生产 19. 05 mm、20. 64 mm、22. 23 mm 等 6 种规格的连续抽油杆, 分别在加 拿大、美国、前苏联、委内瑞拉等国成功的试用。 20 世纪 80 年代, 我国大庆油田曾引进这种抽油杆和特种作 业车, 但由于运输时体积过于庞大, 推广应用受限制。
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3 结论
1) 颗粒在波浪筛面上的运移受振动方向角δ 和抛掷指数影响最大 ,振动频率和筛面倾角β次之 , 可通过适当增大振动方向角及降低振动频率来增大 颗粒的运移速度 。
2) 抛掷指数 D 一般取 4. 7～5. 0 。 3) 波浪形筛网增大了钻井液与筛网的接触面 积 ,避免了平板筛网的“马蹄铁”效应 ,能明显增加对 钻井液的处理量 ,但是颗粒的运移速度比平板筛网 要小 ,只有在筛面倾角β= 0 时 ,二者才相等 。在相 同条件下 ,波浪形筛网相对平板筛网可以取稍大的 筛面倾角 。 4) 在压制波浪形筛网时应适当减小筛面结构 角α。
·5 ·
(1. S t ate Key L aboratory of Geological Processes an d M i neral Resources , Chi na U ni vercit y of Geolog y , B ei j i n g 100083 , Chi na;2. Col le ge of Pet roleum an d Gas En gi neeri n g , Chi na U ni versit y of Pet roleum ,
柱塞的惯性超行程形成是有条件的 ,不是像有 些文献提出的“任何抽油杆柱在理论上都可能产生 超行程 ,只是大小不同而已”[7] 。惯性超行程与冲次 平方呈正比增长 ,增加冲次对抽油系统整体特性会 产生较多的负面影响 ,因此试图用增加冲次的方式
来增加柱塞的有效冲程是不可取的[7] 。 采用碳纤维抽油杆可以实现超行程 。由于碳纤
维抽油杆 (柔性杆) 具有弹性模量 (120 GPa) 小的特 性 ,大大低于钢质抽油杆的弹性模量 (210 GPa) ,只 要在抽油杆柱设计过程中尽量减小碳纤维抽油杆柱 的频率系数 ,增大无量纲因子 Sp / S[8] ,就很容易实 现超冲程采油 。低的悬点载荷和超冲程采油是碳纤 维抽油杆的主要特点 ,能够达到节能高效的目的[9] 。 上部柔性连续杆与下部普通钢杆组合的长度比在 1/ 2 左右更易形成柱塞 (相对) 超冲程[2 ,10 ] 。
摘要 :针对国内柔性连续抽油杆在应用中强调柔性杆容易实现超冲程的观点 ,引述理论界对于柔性 连续抽油杆柱塞超冲程的讨论 ,依据杆柱一维振动模型阐述柱塞超冲程的相关问题 ,说明不同阻尼 下实现放大系数最大时的频率比随阻尼系数的变大而变小 。提出出现超冲程时必然会伴随着超载 荷 ;在过阻尼的情况下 ,杆柱不但不会出现超冲程 ,反而会出现超冲程损失 ;柔性杆的应用应该以柱 塞的实际冲程作为设计依据 ;柔性杆相对超冲程的量一般比液载的额外冲程损失小 ,正是钢丝绳弹 性模量大而优于其他柔性杆的关键原因 ;柔性连续抽油杆的单井优化设计应该以加重杆满足柔性 杆不受压为主要设计依据 。 关键词 : 柔性连续抽油杆 ;阻尼系数 ;超载荷 ;谐振 ;相对超冲程/ 绝对超冲程 ;冲程效率 中图分类号 : TE933. 2 文献标识码 : A
本文依据杆柱一维振动模型阐述柱塞超冲程的 相关问题 ,对各种柔性连续杆的冲程效率进行计算 分析 ,并给出柔性连续杆和普通钢杆混合杆柱的设 计原则 。
·6 ·
石 油 矿 场 机 械 2010 年 1 月
1 柱塞超冲程分析
1. 1 柱塞超冲程概念
柱塞超冲程是指抽油泵柱塞的实际冲程与悬点
c —系统的粘性阻尼系数 ,无因次 ; k —杆柱的弹簧屈强系数 ,m/ N ; F0 —策动力 ,N ; x —计算深度的实际位移 ,m ; x0 —抽油机转动频率下对应的实际振幅 ,m ; xst —极低冲次下的理论静态柱塞冲程 ,m ; ω—抽油机转动频率 ,rad/ s ; ωn —杆柱固有频率 ,rad/ s ; ω/ωn —频率比 ,无因次 。 <—泵位移和光杆位移的滞后相位差 ,rad 。
柔性连续抽油杆超冲程问题探讨
关成尧1 ,3 ,檀朝东2 ,赵国春1 ,曹书瑜4 ,何天文4
(1. 中国地质大学 (北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室 ,北京 100083 ;2. 中国石油大学 (北京) 石油与天然气学院 ,北京 102249 ;3. 北京雅丹石油技术开发有限公司 ,北京 102249 ; 4. 青海油田公司 采油一厂 ,青海 花土沟 817500)
冲程之差值 。抽油井的实际产量主要取决于泵的容
积效率和柱塞的实际冲程 ,而柱塞的实际冲程既取
决于悬点冲程以及杆柱和油管在静载作用下的弹性
变形所产生的冲程损失 ,也取决于杆柱在工作过程
中由弹性振动 (惯性(柱塞实际冲程 >
柱塞冲程减去因为液柱载荷交变加载导致的固有冲
2010 年 第 39 卷 石 油 矿 场 机 械 第 1 期 第 4 页 OIL FIELD EQUIPMENT 2010 ,39( 1) :4～8 文章编号 : 100123482 (2010) 0120004205
目前 ,在国内柔性连续抽油杆的应用中 ,大多强 调柔性杆容易实现超冲程[125] ,有文献对比分析了玻 璃钢杆2钢杆在抽油过程中的有效冲程 ,导出了玻璃 钢杆2钢杆在相同条件下实现惯性超行程的条件 ,指 出玻璃钢杆冲程损失比钢杆大 ,失效率高 ,只有在较 苛刻条件下 ,即惯性超行程必须在较高冲次下才能 实现超冲程[6] 。从理论上讲 ,采用长冲程泵 、小泵径 和高冲次采油可实现超行程 ,但实际上在长冲程条 件下无法实现高冲次 。
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程损失) 和绝对超冲程 (柱塞实际冲程 > 地面抽油机
冲程) 2 种[122 ] 。
文献[ 3 ] 的超冲程实际上是相对超冲程 ,文献
absolute increased downhole p ump st ro ke ; st ro ke efficiency
符号说明
S —抽油机冲程 ,m ; Sp —柱塞的实际有效冲程 ,m ; ΔS —柱塞超冲程 ,m ; δ—上下冲程时液柱载荷引起的抽油杆柱静变形δ1 和 油管柱的静变形δ2 之和 ; N —抽油机冲次 ,次/ min ; R —位移放大系数 ,无因次 ; Q —载荷放大系数 ,无因次 ; ξ—阻尼比 ,无因次 ξ, = 阻尼/ 临界阻尼 ; m —振子质量 ,kg ;
B ei j i n g 102249 , Chi na;3. B ei j i n g Ya dan Pet roleum Technolog y Co. , L t d. , B ei j i n g 102249 , Chi na; 4. N o. 1 Oi l Prod uction Pl ant , Qi n g hai Oi l f iel d Com p any , H uat u gou 817500 , Chi na)
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收稿日期 :2009207227 作者简介 :关成尧 (19762) ,男 ,满族 ,黑龙江绥化人 ,在职硕士研究生 ,1999 年毕业于石油大学 (华东) 石油工程专业 ,主要 从事采油工程理论的研究工作 , E2mail :gcywww @126. com 。
第 39 卷 第 1 期 关成尧 ,等 :柔性连续抽油杆超冲程问题探讨
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Abstract : The discussio n o n Flexible co ntinuum sucker rod relative/ absolute increased downhole p ump st ro ke is p resented. Based o n t he o ne dimensio n vibratio n equatio n to expatiate t he rules of increased downhole p ump st ro ke , t he f requency ratio correspo nding to t he Max Magnif y Coeffi2 cient increased alo ng wit h t he Damping Coefficient , relative increased downhole p ump st ro ke must lead to increased load , excessive Damping Coefficient will not relatively increase downhole p ump st ro ke emergence , but relative lo sing downhole p ump st ro ke , design flexible co ntinuum ro d sho uld not p ur sue relative increased downhole p ump st ro ke. Because Yo ung’ s modulus of steel wire rope rod was clo se to co nventio nal steel sucker rod , it s st ro ke efficiency excelled carbo n2fiber rod and fiberglass rod , design Flexible co ntinuum rod sho uld ensure t he Flexible co ntinuum suck2 er rod not to be p ressed in t he downwards st ro ke. Key words : flexible co ntinuum sucker ro d ; damping coefficient ;increased load ; synto ny ; relative/