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聚合物驱抽油机井杆柱计算机仿真及试验研究

张红瑛  
【摘要】: 大庆油田自实施聚合物驱以来,在采油工艺上暴露出一个严重的问题,即抽油杆与油管偏磨较水驱时速度和程度加剧,其主要原因是聚驱油井比水驱油井的采出液粘度增加,导致与粘度有关的各种摩擦力增加,聚合物驱抽油机井见聚后悬点最大载荷较水驱时增大,悬点最小载荷较水驱时变小,抽油杆柱受力状况变坏,而且抽油杆在下行程时纵向压缩载荷增大,使得抽油杆柱失稳产生纵向弯曲的屈曲变形波数增加,因此抽油杆与油管偏磨加重,杆断率增大,作业井次明显增加,影响聚驱油井生产;同时作业费用增加,使得采油成本加大。 本论文针对此问题,采用了理论分析与试验研究相结合的方法,用Delphi编程计算出了抽油杆柱变形情况,并以此采取相应的偏磨措施。具体研究的内容如下:首先分析了聚合物驱油后产出液粘度的变化及其计算公式;然后建立了抽油杆柱上、下冲程受力的计算模型;接着进行了抽油杆在粘弹性流体中运动的阻力试验研究,分别建立了法向力试验装置、测试抽油泵阻力试验装置和抽油泵凡尔阻力试验装置,并回归了抽油泵下行阻力的计算公式。其次根据抽油杆柱静力分析的基本方法,选择了有限元法研究此问题,并编制了相应的程序;建立了抽油杆柱受力变形的试验装置以验证程序的正确性。最后对现场的实际抽油杆柱进行计算,并根据计算结果采取相应的防偏措施,有效减缓了杆管偏磨,延长了检泵周期,取得了良好的经济效益。


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