论文摘要
螺杆泵举升技术经过近几年的完善配套,取得了较大的进步,随着螺杆泵采油技术的日趋完善及螺杆泵的工业化推广,研制与中排量螺杆泵相配套的专用抽油杆是今后发展的必然趋势。现场试验表明:小排量螺杆泵举升技术可以进行工业化推广应用。但是,中排量螺杆泵在抽油杆方面暴露出较严重的断脱问题,制约了中排量螺杆泵在油田上的大面积推广应用。近几年,国内部分厂家已经开始研制应用螺杆泵防脱抽油杆,比较有代表性的是大庆采油工程研究院和第三采油厂,二者都是采用插接式结构,并且见到了初步效果,但也存在一定的问题,主要是由于制造工艺还不十分稳定,使抽油杆寿命尚不能完全满足现场要求。在国外,还没有见到有关防脱专用抽油杆方面的报道。经过现场调查和技术攻关,分析了引起杆柱断脱事故的主要原因。通过分析发现,普通抽油杆的断脱原因是接头形式对螺杆泵适应性差、抽油杆的材质和加工质量存在问题等。在研究螺杆泵用抽油杆的设计制造方法的基础上,全面、系统地研究设计抽油杆材料和接头结构形式,为拓展螺杆泵的科研攻关提供研究思路和方法,同时为螺杆泵推广应用提供技术支持。通过采用插接结构及锥螺纹结构解决了抽油杆的脱扣问题,并利用有限元方法,分析了杆头的应力集中问题,优化了结构参数,使螺杆泵专用抽油杆实现了等强度设计。在抽油杆加工方面,严格控制锻造温度,合理确定锻造比,提高了锻造质量;采用杆头跟踪预热处理技术,消除了杆头调质缺陷,提高了抽油杆应用的可靠性。在综合上述研究的基础上,现场试验螺杆泵专用抽油杆1320口井,最长运转时间821d,使中排量螺杆泵配套杆柱的断脱率由26%降低到6.9%,满足了现场需要。