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钢丝绳抽油杆抽油技术产生的背景

2012-04-16  信息来源:互联网  编辑:互联网

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   有杆泵抽油法是最早开发出来的一种机械采油技术,而且也是当前国内外应用最广泛的一种人工举升采油技术,据20世纪90年代的统计,全世界的机械采油井的井数已占油井总数的90%以上,其中80%-85%都是有杆泵抽油井,而我国机械采油井的井数已占油井总数的90%以上,其中,用有杆泵抽油技术获得的产液量和产油最已分别占总产量的60%和75%,而其能耗已占油田总能耗的1/3左右,随着各油田进人开发后期,上述比例还将进一步增大,有杆泵抽油技术之所以成为国内外广泛应用的一种人工举升采油方法。就在于它具有设备简单、工作可靠、操作、维护方便和适用性强等优点。然而,由于油井的多样性和复杂性。使得抽油杆的工作条件十分繁重。据统计,在我国,由于抽油杆失效引起油井事故的井次约占抽油井事故总井次的65%^-80%。由此可见,抽油杆已成为有杆泵抽油系统中最薄弱的环节,成为制约这种采油方式进一步发展和扩大应用的“瓶颈”。

 
  一、常规钢丝绳抽油杆存在的主要问题
 
  抽油杆的失效主要表现为由单个抽油杆连接的抽油杆柱在工作过程中频繁发生的断、脱事故。抽油杆在抽油过程中长期承受交变载荷、振动载荷和冲击载荷以及与油管相对运动所产生的摩擦力。而且,抽油杆还处于直接与油井中的盐、氛离子几等多种腐蚀性介质以及沙粒等磨砺性颗粒相接触的恶劣环境中,从而使它受到繁重的载荷作用以及强烈的腐蚀和磨损。
 
 
 
  尽管当前已研制出多种高强度和超高强度的优质钢丝绳抽油杆,并且不断完善其表面处理工艺,使抽油杆的强度、耐磨和防腐性能有了较大的提高,但是由于钢抽油杆的杆长只有8m左右,必须通过许多接头和接推连接数十根以至数百根抽油杆组成抽油杆柱才能完成井下抽油作业,如下泵深度为1000m,就要采用125个接头,正是抽油杆柱组成的这个特点,使它存在以下一些难以克服的弱点:
 
  (1)下泵深度越深,抽油杆柱越长,所需的投越多。接头在长期承受交变、冲击和振动载荷以及磨损和腐蚀的工作条件下,往往发生脱扣和断裂,它的失效约占抽油杆柱失效总数50%以上,因而接头连接成为抽油杆柱最薄弱的环节。
 
  (2)由于接箍直径比抽油杆的直径大得多《约为抽油杆直径的2^2.375倍),即存在许多突变的圆柱面。因此,在抽油过程中,当抽油杆柱在井内油液中运动时,抽油杆柱将产生多级活塞效应,使摩擦阻力显着增大,而且抽油杆柱也容易结蜡。
 
  (3)由于接箍直径比抽油杆直径大,在抽油过程中,抽油杆柱与油管之间的摩擦主要集中在接箍上,尤其是在斜井和定向并中,更会加剧接箍与油管之间的摩擦和磨损。为了减少这种摩擦和磨损,往往要在抽油杆柱上加装若干扶正器,但这样将使抽油机的载荷增加20%以上。
 
  (4)由于常规抽油杆柱是由许多单根的抽油杆用大接箍连接而成,因而其起下作业(提升和下放)是间断进行,作业效率低,劳动强度大,作业时间长,从而使油井停产时间长。