抽油机井偏磨的机理和防治技术研究

论文摘要

随着钻井技术的发展,水平井、侧钻水平井、大斜度定向井、从式井在全国各大油田中逐年增多,这些井由于井身结构原因造成采油过程中油管抽油杆偏磨的问题日渐突出,每年由于管、杆偏磨问题造成的修井作业的工作量占维护性作业工作量的1/4左右,而且呈逐年上升的趋势。由于对抽油机井的偏磨机理没有一个准确的认识,仅仅依靠安装各种抽油杆扶正器来解决管杆偏磨的问题,防治手段突显单一,措施有效率偏低。因此,只有深入研究抽油机井的偏磨机理,才能有效的预防和治理油管抽油杆偏磨问题。本文在对抽油机井中抽油杆受力分析的基础上,结合茨榆坨油田和科尔沁油田抽油机井中抽油杆偏磨的分布规律,以室内试验技术为手段,从抽油机井泵径、含水率、沉没度以及抽汲参数对抽油杆偏磨的影响分析入手,得出抽油机井的偏磨机理。油井进入含水期后高含水的产出液恶化了油管和抽油杆间的润滑条件,加剧了偏磨现象;高含水低沉没度状态下运行的抽油杆柱会发生“液击”现象,加大振动载荷,同时低沉没度下原油提前脱气会造成抽油杆结蜡,降低轴向分布力,加大泵端轴向集中压力,使抽油杆柱更易发生偏磨;油井采用较大的抽汲参数也会使抽油杆柱的受力朝着容易发生偏磨的情况发展。抽油机井的防偏磨措施主要是采取扶正器等措施对抽油杆柱进行约束,并通过建立抽油杆柱的数学模型优化抽油杆柱的组成和扶正器分布位置,或是应用耐磨材料改善抽油杆接箍的耐磨性,以及优化油井工况改善抽油杆柱的受力等手段,实现对抽油机井偏磨的防治。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第1章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 抽油机井抽油杆柱的轴向受力分布
• 1.2.2 抽油机井偏磨的中和点位置的确定
• 1.2.3 油管抽油杆偏磨临界条件
• 1.2.4 抽油机井防偏磨技术现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.3.1 抽油机井抽油杆柱的力学分析
• 1.3.2 抽油机井油管抽油杆偏磨的机理研究
• 1.3.3 油井防偏磨技术
• 第2章 抽油机井抽油杆偏磨的力学分析
• 2.1 油井油管抽油杆偏磨的力学模型
• 2.2 抽油杆柱的轴向力分布的计算
• 2.3 集中轴向压力的计算
• 2.4 临界载荷的计算及杆柱偏磨的判定条件
• 2.5 中和点位置的确定
• 2.6 偏磨油井抽油杆柱的受力测试分析
• 第3章 油井产出液与油管抽油杆摩擦性能的关系研究
• 3.1 油井产出液含砂量对油井偏磨的影响研究
• 3.1.1 摩擦实验
• 3.1.2 实验数据分析
• 3.2 油井含水变化对油井油管抽油杆摩擦性能的实验研究
• 3.2.1 摩擦实验
• 3.2.2 摩擦性能分析
• 3.2.3 磨损表面分析
• 3.2.4 摩擦实验结论
• 第4章 抽油机井的偏磨规律性分析
• 4.1 油井含水变化对油井偏磨的影响
• 4.2 抽油机井泵径对油井偏磨的影响
• 4.3 油井沉没度变化对偏磨的影响
• 4.4 偏磨规律性分析
• 4.4.1 油井含水变化对油管抽油杆偏磨的规律性影响
• 4.4.2 泵径对油井偏磨的规律性影响
• 4.4.3 沉没度对偏磨的规律性影响
• 第5章 抽油机井偏磨的机理研究
• 5.1 油井含水率对油井偏磨的影响
• 5.2 抽油泵泵径对油管抽油杆偏磨的影响
• 5.3 沉没度对油管抽油杆偏磨的影响
• 5.4 抽汲参数对油管抽油杆偏磨的影响
• 5.5 抽油机井油管抽油杆偏磨的机理
• 第6章 抽油机井偏磨预防措施的研究
• 6.1 扶正器防偏磨技术
• 6.1.1 概述
• 6.1.2 扶正器防偏磨的基本原理
• 6.1.3 关于扶正器的安装间距
• 6.1.4 扶正器防偏磨技术的局限性
• 6.2 双向保护接箍防偏磨技术
• 6.2.1 涂层油管抽油杆耐磨实验
• 6.2.2 双向保护接箍室内表面磨损实验
• 6.2.3 双向保护接箍技术的防偏磨机理
• 6.2.4 双向保护接箍的现场实验情况
• 6.2.5 双向保护接箍技术技术的不足
• 6.2.6 应用实例
• 6.3 柔性抽油杆防偏磨技术
• 6.3.1 柔性抽油杆防偏磨的机理
• 6.3.2 柔性抽油杆防偏磨的试验情况
• 6.3.3 柔性抽油杆防偏磨技术下步研究方向
• 6.4 其他防偏磨技术
• 6.4.1 油井参数优化技术
• 6.4.2 连续抽油杆技术
• 6.4.3 润滑防偏磨技术
• 6.4.4 旋转防偏磨技术
• 第7章 结论
• 参考文献
• 个人简历、在学期间的研究成果
• 致谢
• 详细摘要