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钢丝绳抽油杆性能评价及应用

发布时间:2021-08-29 21:27 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

1概述 在钢丝绳抽油杆的研究试验方面,全世界试验90多口井,具有良好的节能和提高泵效的效累,但都没有从性能评定和设计规范方面开展深入工作。 试验抗旋转特种钢丝绳的钢丝绳


1概述
在钢丝绳抽油杆的研究试验方面,全世界试验90多口井,具有良好的节能和提高泵效的效累,但都没有从性能评定和设计规范方面开展深入工作。
试验抗旋转特种钢丝绳的钢丝绳抽油杆已经应用五年,性能良好,抗拉强度没有明显下降,寿命可观;节能效果明显,单井可节电70%;作业便捷,杆柱起下时间缩减3/4,作业费用降低2/3。为进一步扩大钢丝绳抽油杆适用范圈,摸清适用性和使用依据,需要建立与常规抽油杆相类似的性能评价和杆柱设计规范,形成比较完善的钢丝绳抽油杆设计体系和应用技术体系。

2钢丝绳技术指标评价
2.1钢丝绳规格型号及技术特性选用35W×7新型抗旋转特种钢丝绳为原型,设计了新型高密度长拾距抗旋转特种钢丝绳抽油杆,现场试验钢丝绳抽油杆的技术特性如下(表1):
22钢丝绳载荷与寿命关系研究开展了抗拉强度实验和抗疲劳实验,初步给出现场使用的钢丝绳疲劳寿命。破断拉力达到64KN,满足现场使用安全范围。使用寿命达到8年以上,达到了常规抽油杆的使用年限,满足现场使用要求。
221抗拉强度实验
钢丝绳本体抗拉实验;3一丁6-452井取样,试验前新绳取样抗拉实验,见图1,破断拉力为67.
81KN,井下应用两年后,取样进行抗拉实验,破裂强度为64.63KN。抗拉强度仅下降4.6%,在安全使用范围内。
钢丝绳接头抗拉实验:采取铝镁合金套压合扣接头,承载拉力分别达到65kN和67kN后钢丝绳被拉断(见图2),接头处完好无损,强度符合使用要求。
2.2.2抗疲劳实验
取新绳进行疲劳实验,模拟现场实际载荷,在11-21脉动载荷下达到1384.1808万次(见表2),钢丝绳外表面未观察到疲劳失效、断丝现象,从理论上达到无限疲劳寿命。按现场使用较大冲次3min1计算,折合使用寿命达到8.8年,已经达到了常规抽油杆的使用年限,满足现场使用要求。
表2疲劳实验测试报告
试验设备MTS疲劳试验机
轴向疲劳拉仲最大试验力20士0.5KN轴向疲劳拉伸最小试验力10±0.5KN试验频季15HZ轴向疲劳寿命13841808次累计时间256.33小时

3钢丝绳抽油杆性能评价指标和检验标准评价
开展了性能评价水利模拟实验和钢丝绳现场检测评定试验,给出钢丝绳抽油杆的性能指标参数和检验标准、检验手段和判废条件。
3.1性能评价水利模拟实验评价采用同种机型和泵型对钢丝绳抽油杆和916mm抽油杆进行对比试验。
一是钢丝绳抽油杆泵效高,且泵效随冲程增加而增加,随冲次增加而降低,试验最大泵效达到160%。
二是存在超冲程现象。且冲次越大,超冲程现象越明显。根据泵效反算,在冲程2.5m工况下,最大超冲程可达到1.5m。
三是能耗对比,柔性杆与916mm抽油杆比较,能耗低至少低38%,系统效率较至少高12个百分
3.2现场应用效果对比
3.21泵效对比
与平均日产液相当的产液量在10t/d以下的6型抽油机井比较,抽汲参数低64.0%,泵效高72.2个百分点。
表3三种举升系统生产数据对比表
下系最大
育自产发我面*程*次系径强数
深度板待
(t/d)(m)(m)(r/min)(mm)(%)
(m)《KN)
纳丝昆抽沟杆5.94122.761.6334.688.696612.0常规6型排油机升6.35592.15.850.616.494241.9322能耗对比
对钢丝绳抽油杆与硬杆能耗测试对比,结果钢丝绳抽油杆试验井较g16硬杆井试验井,能耗低50%,较同等产液级别的6型机比,能耗低75%。
表4系统能耗统计对比表
有动电激百电放育基式居式
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0)动率(说
(KW(达Whlson)导福(%){%)基五驾益说*油杆或轴并6.4423.05.585.11.201.0525.Jl
5定指2.2,05.56张]1.0时2.0时号.别12.51.%
含送室和站机5.158,02.581.45,34.2875.196.2118.5通过试验,给出钢丝绳抽油杆的性能指标
一是存在明显的超冲程现象,常规932mm抽油泵泵筒长度无法满足使用要求;建议泵有效冲程长度大于地面最大冲程长度0.6倍以上。
二是能够增加泵效20个百分点以上,且泵效随冲程增加而增加,随冲次增加而降低,适合大冲程,低冲次。
三是能耗指标高,与9l6mm抽油杆相比,节电30%以上,系统效率能够提高一倍,现场效果更佳。
33钢丝绳检测评定
开展了钢丝绝在线检测技术试验。能够定量检测钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、疲劳、压伤等各类损伤导致的承载金属有效截面积的损失百分率,并以此正确判定钢丝绳的剩余承载能力,客观评估锅丝绳使用的安全可靠性。
下面列出现场测试的几种典型钢丝绳检测曲线图(见图3)。经过现场测试结果,进行数据分析,进一步了解所测钢丝绳的损失等级、损伤点、是否再适合继续应用等具体情况。初步试验结果表明,现场试验除工况控制不当造成了钢丝绳的严重损坏,仅出现了轻微的腐蚀和磨损等问题。

4钢丝绳抽油杆的设计方法及规范研究
变革结构简单、强度储备过高的传统杆柱设计思想,建立功能单元复合杆柱设计理念,提高抽汲效率。设计单元复合杆柱,设计各司其职的功能单元某成,为较低强度储备的轻型柔性抽油杆创造良好的、有保证的工作环境条件。另外影响抽汲效率的主因是轻型杆的静弹性伸长,发挥轻型杆的高弹性和抗拉的特点,设计适宜的运动特性和杆柱配置,产生适当的泵柱塞弹性冲程增量,抵消静伸长造成的冲程损失,保证高效举升。

5几点认识
①钢丝绳抽油杆性能优于常规抽油杆,通过现场试验,钢丝绳抽油杆满足生产需求;②总结出钢丝绳抽油杆使用杆在设计方法和检验标准,可更好的发挥柔性杆的优点;③钢丝绳柔性抽油杆具有低投资、低能耗、提高泵效、作业方便等优点,具有很好的应用前景。


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