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抽油桿綜合保護器應用效果評價

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抽油桿綜合保護器應用效果評價

發布日期:2018-07-09 作者: 點擊:

抽油桿扶正器和油管是抽油設備的重要部件,它們疲勞強度和使用壽命決定和影響了整套抽油設備生產效益。在采油過程中,抽油桿柱主要承受拉伸載荷,有時也要承受壓力載荷,同時還要受到振動載荷、沖擊載荷以及與油管相對運動所產生的摩擦力等多種載荷作用,從而容易引起桿管的偏磨損壞。

一、抽油桿綜合保護器的工作原理及性能

針對以上生產實際情況,試用了一種抽油桿綜合保護器。該裝置無需外部動力,又能對抽油桿產生足夠的力矩使其旋轉,兼具治理偏磨和減震的雙重功效;它結構堅固,安全可靠,不影響生產,便于安裝維護,普遍適用于油田各種抽油機井的生產需要。

1、工作原理

在抽油桿上下往復運動過程中,每個沖程出現的負荷交變(即負荷差)產生的能量,推動抽油桿微量旋轉。裝置的彈性儲能單元將抽油機上下沖程釋放的負荷差機械能儲存起來,通過一個單向旋轉裝置,產生一個足以克服抽油桿與油管摩擦力的力矩,力矩的著力點間接作用在一個光桿鎖緊裝置上,帶動抽油桿產生單向旋轉。

2、功能與特性

(1)防止桿管偏磨

抽油桿在綜合保護器的作用下勻速旋轉,與油管壁磨損位置由原來的15°擴大到360°,把原來的固定點磨損變為圓周磨損,使抽油桿壽命增加了24倍;另一方面,抽油桿轉動時形成的附加扭矩,使其彎曲點和彎曲朝向發生偏移,把原來的固定點磨損變為非固定點磨損,大幅度提高了抽油桿和油管使用壽命。

該裝置在運行時,抽油桿平均轉數為2~10r/d,旋轉時產生的附加扭矩很小,不僅對相關設備不會造成破壞,而且使抽油桿磨損壽命提高4~8倍,油管磨損壽命提高7~10倍。

(2)具有減震功能

抽油機發生應力突變時,抽油桿綜合保護器的高性能彈性儲能裝置能有效吸收高于平均值80%的能量,再勻速釋放出來:一是大幅度減小了因震動造成的損害,保護抽油泵及泵內柱塞;二是可降低抽油桿彎曲,有效減緩偏磨;三是可防止瞬間的交變負荷造成的抽油桿脫、桿斷。

(3)其他功能

抽油桿帶動活塞持續轉動,能有效緩解泵筒內蠟卡、砂卡程度,防止桿不下或卡泵。該裝置帶動抽油桿始終作正向轉動,有緊扣功能,可有效防止脫扣發生。

抽油桿管偏磨主要是由抽油桿和油管接觸導致的。抽油桿綜合保護器使抽油桿管的固定磨損變成了圓周磨損,能夠有效延長抽油桿管的使用壽命,延長抽油機井的檢泵周期。抽油桿綜合保護器在抽油機上使用具有良好的經濟效益。

抽油桿扶正器

二、偏磨的因素分析

1、抽油桿

要了解抽油桿如何影響偏磨,先從抽油桿的受力情況開始分析。工作中的抽油桿在油管中做上下往復運動,上行程,抽油桿主要受到拉力、摩擦阻力等影響,在桿管無接觸的情況下不會發生偏磨;下行程,抽油桿受到打開游動凡爾所需力、摩擦阻力以及液擊等影響,使桿受到了壓力,活塞上端抽油桿發生彎曲并產生應力中和點,引起該點以下管桿發生接觸磨損。

2、油管

生產中油管內存在一定的壓差,是由于柱塞兩端壓力差引起的,接泵筒的油管內部壓力對油管會產生彎曲效應。因此,供油充足、動液面較高的油井,活塞兩端壓差小,油管彎曲較弱;而供液不足、動液面低的井,活塞兩端壓差大,油管嚴重彎曲成螺旋形,致使油管與抽油桿發生多處接觸磨擦,導致了桿管偏磨的發生。

3、井液

水驅油井在不斷的開采中,油井產液含水率不斷升高,當含水大于74.2%時,井液由油包水型轉換為水包油型,管桿表面也由親油性變為親水性,管桿表面失去了原有的潤滑作用,致使管桿磨損加劇;同時,由于產出水中含有CO2、H2S等腐蝕介質,水與金屬接觸后發生化學反應,腐蝕使管桿表面粗糙度增加,造成嚴重磨損。

聚驅油井的聚合物見效井,采出液中含有殘余聚合物,大幅度增加了采出液的黏度,導致泵活塞在下行中阻力增加,加劇了抽油桿彎曲程度,加快了偏磨的速度。另外,因采出液黏度升高,攜砂能力增強,采出液中含砂量增加,磨損加劇,因而使油井偏磨現象更加嚴重。

4、其他

由于油井本身存在套變、自然井斜、定向井斜以及地層蠕動等原因引起的井斜等井況因素,導致油管在井筒內發生偏移,而油管內抽油桿在重力的作用下趨于垂直,致使管桿接觸磨損。

相關標簽:抽油桿扶正器

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