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《西安石油大学》 2016年
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煤层气井有杆排水系统优化设计研究

孙旭光  
【摘要】:本文针对煤层气井有杆排水系统杆管偏磨、腐蚀严重造成的检泵周期短、杆管投入成本高等问题,进行了煤层气井杆管偏磨、腐蚀机理分析。通过分析煤层气井有杆排水系统井下管杆受力及煤层气井生产特性,优化管杆组合和扶正器布置,确定适用于煤层气井长久高效生产的抽汲参数及泵挂深度;应用动压润滑理论,设计出新型内导流扶正器。为我国煤层气大规模高效、稳定、长久、低成本的开采提供理论指导。本文主要研究内容:(1)根据煤层气井水质特征,研究煤层气井杆管偏磨、腐蚀机理,为煤层气井防磨防腐技术提供依据。(2)考虑井斜及接箍产生“多级接箍效应”对杆柱受力影响,应用分段迭代思路,建立抽油杆及油管力学模型。通过分析中和点产生原因,建立直井段和斜井段中和点计算模型。(3)分析煤层气井生产特性,结合现场实测产液量,优化抽汲参数;根据泵效与沉没度关系,计算合理沉没度及泵挂深度;结合杆管受力,在等强度原则的基础上,优化杆管组合;根据三维井眼轨迹和抽油杆弯曲曲线,优化扶正器布置。(4)根据动压润滑理论,结合抽油杆扶正器工作特性,完成新型内导流扶正器设计。应用FLUENT对新型内导流扶正器流场进行仿真,与常用卡箍式扶正器流场进行对比,完成新型内导流扶正器性能评价。通过本文的研究达到减缓杆管偏磨及腐蚀、提高杆管使用寿命的目的,有效减少煤层气井排水系统维护次数,降低投入成本。现场应用证明,试验井连续工作268天不失效,与同周期内其他井杆管磨损情况对比,试验井杆管磨损量明显较小,达到预期试验效果。
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE37

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