杆管偏磨机理研究.ppt

最小载荷分析 诊断抽机井偏磨的计算示例 20167计算示例 * 杆管偏磨机理研究 胜利采油厂 二00四年十二月 一、目前胜采厂杆管偏磨的现状 二、杆管偏磨的机理研究 三、结论及建议 汇 报 提 纲 特高含水期，杆管偏磨已经上升为影响有杆泵井免修期的主要因素，多年以来在偏磨的治理方面作了大量的工作。但效果较差。本文主要从下行阻力的确定出发，分析杆管偏磨的机理，为下一步有效治理偏磨奠定了理论基础。 偏磨井数以及对油井维护率的影响 一、目前胜采厂杆管偏磨的现状 目前全厂有杆泵井1169口，其中偏磨严重（每年由于偏磨造成杆断、管漏至少一次）的有366口，占全部有杆泵井的31.3%。 由于偏磨造成的杆管年报废量在30万米左右。由于偏磨造成的维护作业费用为2046万元，杆管费用1000万元左右，是影响我厂油井经济效益的最主要因素。 杆管偏磨治理的效果 2004年，通过应用螺杆泵、抗磨副、油润滑、小排量电泵等措施使杆断、管漏作业井次降低95井次，特别是短期内失效井数明显减少。 偏磨工艺选择性差 ？ 偏磨机理分析不透 ？ 下行阻力无法准确量化 阻力影响因素不清 偏磨治理存在的问题 ？ 砂的影响 沉没度的影响 下泵时间的影响 井身结构的影响 泵深的影响 其它因素的影响 不清楚 所以，用一种行之有效的方法搞清楚下行阻力是非常必要的。 偏磨机理认识上的问题 下行阻力测试技术现状 理论计算分析法 井下杆柱受力测试 造成杆管偏磨的下行阻力的研究 理论计算分析法: 液柱与抽油杆的摩擦力。 流体流经阀的阻力。 柱塞与衬套之间的摩擦力。 由于活塞效应的引起的接箍与液柱之间的摩擦力。 液体作用在最后一级抽油杆的作用力 下行阻力包括： 该理论计算公式中，由于许多参数为经验值，计算出下行阻力误差很大，只能作为参考值，无法在现场推广应用。 应用轴向压力、轴向拉压力和侧向力测试仪器定量地测试杆柱系统的受力状态，量化抽油系统下行阻力。 抽油杆柱应力测试技术 轴向受压 轴向拉压 侧向力 1351井杆柱受力测试 生产参数： 该井25mm抽油杆全井偏磨 （见聚浓度150ppm） 600米 700米（侧向力） 光杆下部 -14.936KN 900米 1351（第一次测试） 通过数据对比，光杆下仪器最大载荷68.38KN与功图显示最大载荷64.19KN相差4.19KN，最小负荷27.12KN与28.09KN相差0.97KN，差别在6%以内，去除盘根摩擦力的影响，说明测试数据准确、可靠。 可靠性分析 测试数据准确、可靠，每次测试时需将仪器连接在抽油杆上，生产几天后需上作业，将仪器起出后进行资料分析，存在费用高，影响正常生产等缺点，同样无法在现场大规模推广应用。 功图分析确定下行 阻力研究思路 针对上面的问题，有一种实用的、可以操作的研究偏磨成因的手段就是对抽油机示功图进行分析，示功图是目前唯一反映杆柱受力信息的资料。从示功图中计算出抽油系统的下行阻力，为有杆泵井提供 动态监测手段，为防治和治理偏磨提供理论依据。 Wr 抽油杆柱在空气中的载荷 Fxn 液体对抽油杆柱的浮力 Id 下冲程中作用在悬点上的惯性载荷 Phd 下冲程中井口回压造成悬点载荷 Fd 下冲程中最大的摩擦载荷 Pv 振动载荷 下行阻力W阻力 W阻力 ＝ Fxn ＋ W动下 Pmin ＝ Wr － Fxn＋Id－Phd－Fd－Pv 下行动载荷W动下 下行静载荷Fld Pmin ＝Fld ＋ W动下 W阻力 ＝ Fxn ＋ W动下 Pmin ＝Fld ＋ W动下 W动下＝ W阻力 - Fxn Pmin ＝Fld ＋ W阻力 - Fxn W阻力 ＝ Fld - Pmin ＋ Fxn Fxd ＝ P×Sr W阻力 ＝ Fld － Pmin ＋ P×Sr 因此：只要求出泵出口压力P和下冲程静载荷即可得到下行阻力W阻力 最后一级抽油杆面积已知 最小载荷由功图读取 W阻力 ＝ Fld － Pmin ＋ P×Sr 下漏失曲线测试 上漏失曲线测试 Gs 抽油杆在液体中的重量 Gl 活塞上液柱载荷 Fwh 井口回压产生的液柱载荷 Fs 沉没压力产生的液柱载荷 Fxi 抽油杆变径处产生的浮力 Fxn 作用在最后一级抽油杆上的浮力 井口油压产生的载荷 沉没压力产生的载荷 活塞上液柱载荷 最后一级抽油杆产生浮力 由上述公式可求出泵出口压力P W阻力 ＝ Fld － Pmin ＋ P×Sr 典型井计算实例 20167井参数 Pmin ＝38 KN Flu