桿管偏磨機(jī)理模擬研究與防治措施

油井抽油系統(tǒng)偏磨機(jī)理研究與防治措施

油氣田開發(fā)工程目錄51324研究背景及意義桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)桿管偏磨仿真研究結(jié)論研究背景及意義桿管偏磨增大了油水井管漏、斷脫等事故發(fā)生率，增加了油水井維修次數(shù)和成本，減少了油水井有效工作時間，給油田帶來了巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此研究抽油系統(tǒng)偏磨機(jī)理和防治措施可以為各油田根據(jù)不同抽油桿管偏磨的成因選擇對應(yīng)的防偏磨措施提供了依據(jù)。目錄51324研究背景及意義桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)桿管偏磨仿真研究結(jié)論桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究屈曲次數(shù)j1234系數(shù)x23.514.726.367.301.桿管偏磨力學(xué)分析抽油桿柱屈曲后的彎曲力學(xué)模型抽油桿柱j次屈曲的臨界軸向壓力為:桿管偏磨的臨界條件為:（式1）（式2）桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究2.桿管偏磨機(jī)理研究桿管偏磨受井身結(jié)構(gòu)、桿管組合、生產(chǎn)參數(shù)等諸多因素的影響，是各種因素共同作用的結(jié)果。井斜“狗腿”變向

套管變形沉沒度

主要因素1.彎曲度小2.彎曲度大油管偏移抽油桿垂直1.低沉沒度2.高沉沒度桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究產(chǎn)出液性質(zhì)變化含砂

井口回壓井口盤根產(chǎn)出液相變化設(shè)備腐蝕含砂越多偏磨越嚴(yán)重回壓過大，泵漏失盤根過緊，摩擦力大1.泵徑2.參數(shù)增大抽汲參數(shù)目錄51324研究背景及意義桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)桿管偏磨仿真研究結(jié)論桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)1.桿管偏磨防治措施1.優(yōu)化抽汲參數(shù)2.確定合理的沉沒度工作制度井筒、井口、管柱1.油管扶正器2.氮化防腐油管3.油管旋轉(zhuǎn)器4.油管錨5.尾管1.選擇和確定抽油泵結(jié)構(gòu)類型2.應(yīng)用抽油泵配套環(huán)閥3.合理選擇抽油泵間隙4.增大游動閥的過流面積抽油泵抽油桿1.應(yīng)用抽油桿扶正器2.抽油桿旋轉(zhuǎn)3.防偏磨抽油桿4.加重桿5.使用一定數(shù)量的短尺寸抽油桿桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)2.防偏磨技術(shù)斜井：確定扶正器合理配置間距L定向井：扶正器二次加密的技術(shù)高含水期油井：高含水期抽油泵柱塞防偏磨技術(shù)目錄51324研究背景及意義桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)桿管偏磨仿真研究結(jié)論桿管偏磨仿真研究1.仿真條件地層壓力為22MPa，地層溫度95攝氏度，井深2400m，通過計算可得下泵深度1401m，動液面1019m，抽油桿直徑19mm，油管內(nèi)徑62mm，中性點(diǎn)深度1063m。2.屈曲模擬分析1.定義單元類型為BEAM32.定義實(shí)常數(shù)和材料特性:A=2.83385e-4,I=2.698，H=338,EX=2e113.定義節(jié)點(diǎn)和單元桿管偏磨仿真研究4.施加邊界條件和載荷5：求解靜力分析6：求解屈曲分析7：進(jìn)行后處理抽油桿屈曲模擬示意圖桿管偏磨仿真研究3.受力模擬分析1.定義單元類型為PLANE422.定義材料特性EX=2e11，PRXY=0.33.創(chuàng)建模型并劃分網(wǎng)格4.施加邊界條件：頂部自由度為05.施加集中力載荷6.求解及后處理抽油桿受力模擬示意圖桿管偏磨仿真研究3.三維井眼抽油桿工作行為仿真研究1.選擇單元：Pipe16，Contact176，Target1702.建立幾何模型及加載建立接觸副，設(shè)置上邊界位移加載模式3.求解及后處理抽油桿工作行為仿真示意圖目錄51324研究背景及意義桿管偏磨力學(xué)分析與機(jī)理研究桿管偏磨防治措施與防偏磨技術(shù)桿管偏磨仿真研究結(jié)論結(jié)論(1)通過分析得出了發(fā)生桿管偏磨的臨界條件，即抽油桿柱所受的軸向壓力大于或等于抽油桿柱一次屈曲的臨界軸向壓力。(2)桿管偏磨受井身結(jié)構(gòu)、桿管組合、生產(chǎn)參數(shù)等諸多因素的影響，是各種因素共同作用的結(jié)果。主要因素有：井斜、狗腿變向、套管變形、產(chǎn)出液性質(zhì)變化、沉沒度、抽汲參數(shù)等。(3)抽油機(jī)井桿管偏磨的防治可以從井筒、井口、管柱、桿柱、抽油泵以及調(diào)整抽油機(jī)井的工作制度上來采取措施，堅持“防、治結(jié)合”的原則，以達(dá)到延緩偏磨，延長檢泵周期的目的。(4)通過ANSYS模擬表明抽油桿在上下沖程中將產(chǎn)