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钢丝绳抽油杆抽油装置的设计与室内试验

发布时间:2019-09-04 15:30 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

钢丝绳抽油杆抽油装置的设计基本上采用常规钢抽油杆抽油装置的设计方法,主要的差别是前者必须考虑钢丝绳特殊的浮力效应。因为钢丝绳抽油杆的密度通常只有钢抽油杆的一半,而


        钢丝绳抽油杆抽油装置的设计基本上采用常规钢抽油杆抽油装置的设计方法,主要的差别是前者必须考虑钢丝绳特殊的浮力效应。因为钢丝绳抽油杆的密度通常只有钢抽油杆的一半,而且几乎没有刚性,在下冲程时,其自重不足以克服流体的浮力,因此,在设计时必须确保钢丝绳在整个工作过程中始终处于拉伸状态,以避免中和点落在钢丝绳杆柱上而导致早期损坏。
        另一点差别是钢丝绳杆柱的伸长约比钢抽油杆柱的伸长大15%,将引起泵的冲程损失,但是如果钢丝绳潜在的优点能实现的话,将不会出现显著的效率损失。由于钢丝绳抽油杆具有一个确定的腐蚀一疲劳极限,应采用下式计算其安全系数]:

SF=240000/平均应力+3.7×交变应力(1-1)
根据制造商的推荐,在试验井取最小安全系数3。也可用古德曼图(图1-16)确定一已知疲劳极限的钢丝绳抽油杆的安全系数,交变应力(图的纵坐标)是最大和最小计算应力之差的一半,对于新的钢丝绳抽油杆,图的上边界线从448.2MPa(钢丝绳的疲劳应力值)到1654.8MPa(钢丝绳的拉伸应力值),则其安全系数可由比值A/B确定,一般设计的最小安全系数可取3.5~4.0。但随着对各类油井条件的进一步了解和发展更好的作业技术,有可能减小安全系数。
        在当时(1962年),大致规定3/4in钢丝绳抽油杆的最大下井深度只能用到914.4m,但计划制造一种直径更大的钢丝绳,以增加下井深度到1524m。
        为了进一步改善钢丝绳防护层抗腐蚀疲劳的能力,还在实验室内进行了单个钢丝的腐蚀疲劳试验[1],将一根有尼龙防护层的钢丝放在浓度为5%、温度为82℃的盐水中浸泡7d后,在此溶液中测试其疲劳性能,并与一根没有防护层的钢丝,在空气中所测试的疲劳性能进行对比,其结果如图1-17所示,图中曲线A为无防护层的钢丝在空气中的试验结果,曲线B为无防护层的钢丝在热盐水中的试验结果,而曲线C是有防护层的钢丝在热盐水中浸泡后,在热盐水中的试验结果,对比曲线A和C可见,有防护层的钢丝在热盐水中的腐蚀环境中,与在空气中的裸钢丝具有相同的疲劳极限。
古德曼图             疲劳性能的队比


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