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HB试验区水泵杆管机理分析

抽油杆柱及油管并非刚体,上下冲程转换过程中,由于载荷交变明显,导致杆柱及油管弹性收缩或延伸,导致杆管偏磨。H油田影响杆管偏磨的各项因素主要通过影响ca88手机版泵工作过程中抽油杆上下冲程中的受力而影响杆管偏磨,具体如下:

(1)产出液性质

①当含水低于75%时,油水两相的存在形式是“油包水”,油能起到润滑的作用,能降低杆管的摩擦损耗;当含水高于75%时,水成为连续相,水直接与杆管接触,杆管之间失去了油膜的保护,导致杆管的磨损加重;②另外,查询资料发现,含水上升至40%后,由于油水混相中连续相仍为油相,因此粘度随着含水的增加,逐渐增大(至含水率达到50%后,逐渐降低),井液与抽油杆柱间的摩擦力较大,同时,在才含水率条件下,井液的密度相对较大,因此抽油杆柱在井液中的浮力增加,两者叠加,大大增加了抽油杆柱在下冲程过程中收到的向上的载荷,延长中和点以下受压段抽油杆柱长度,导致偏磨严重;③地层水矿化度较高,采出液pH值较高,又由于地层水中存在溶解气,在一定的井筒温度下,ca88手机版厂对N80及J55型碳钢管材(HB试验区所有抽油杆及油管皆使用此类材料)具有一定腐蚀性;④采出液粘度较高,抽油杆在井筒中受力较大,中和点以下抽油杆受压段增加,加剧偏磨;⑤采出液结垢严重,抽油杆与油管间环形空间减小,接触概率增加,加剧偏磨;另外垢渣磨碎后掉入泵筒内,会造成卡泵,影响油井正常生产,降低检泵周期。


(2)沉没度

上冲程过程中游动阀关闭,固定阀打开,地层液体进入泵筒对柱塞的下部会产生向上的浮力,使得抽油杆受到压力产生弯曲,因此沉没度越大,柱塞受到向上的浮力也越大,油井杆管的偏磨越大。反之,如果沉没度太低,则容易出现供液不足,上冲程过程中液体来不及补充入ca88会员登录泵筒,导致泵筒空载,下冲程时柱塞会运行一段空程然后突然撞击油液,也就是常说的液击现象,这增加了柱塞下行阻力,容易产生振动。同时,沉没度太低,温度下降,油液溶解蜡的能力下降,结蜡严重,增加抽油杆下行阻力,也会加重偏磨。


(3)冲次

冲次过快,抽油杆下行速度滞后于驴头的运动速度,造成中和点以下的抽油杆几乎全部处于受压状态,产生失稳屈曲变形,弯曲变形的抽油杆与油管发生接触摩擦,进一步加剧了偏磨的严重性。


(4)泵径

抽油泵柱塞直径超过40mm,柱塞与泵筒间的摩擦力会大大增加,抽油杆下端所受的集中轴向压力逐渐增加,而轴向分布力逐渐减小,临界载荷越来越小,从而造成抽油杆更易产生偏磨现象,进一步加剧了偏磨的严重性。


(5)其他因素

①泵效不稳定导致ca88手机版充满程度时刻变化,液击力增加的同时,抽油杆柱在上下冲程过程中所受到的载荷时刻发生变化,从而加剧杆管偏磨。


②采出液中含蜡较高,蜡易凝结在抽油杆柱及油管上,减小油管及杆柱间环形空间面积,加剧“活塞效应”,“压差力”增加,延长中和点以下,抽油杆柱受压段长度;同时增加抽油杆与油管间的接触概率,加剧偏磨。


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点击次数:  更新时间:2018-01-19 09:22:13  【打印此页】  【关闭