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鋼絲繩抽油杆抽油技術產生的背景

2012-04-16  信息來源:互聯網  編輯:互聯網

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   有杆泵抽油法是最早開發出來的一種機械采油技術,而且也是當前國內外應用最廣泛的一種人工舉升采油技術,據20世紀90年代的統計,全世界的機械采油井的井數已占油井總數的90%以上,其中80%-85%都是有杆泵抽油井,而我國機械采油井的井數已占油井總數的90%以上,其中,用有杆泵抽油技術獲得的產液量和產油最已分別占總產量的60%和75%,而其能耗已占油田總能耗的1/3左右,隨著各油田進人開發後期,上述比例還將進一步增大,有杆泵抽油技術之所以成為國內外廣泛應用的一種人工舉升采油方法。就在於它具有設備簡單、工作可靠、操作、維護方便和適用性強等優點。然而,由於油井的多樣性和複雜性。使得抽油杆的工作條件十分繁重。據統計,在我國,由於抽油杆失效引起油井事故的井次約占抽油井事故總井次的65%^-80%。由此可見,抽油杆已成為有杆泵抽油係統中最薄弱的環節,成為製約這種采油方式進一步發展和擴大應用的“瓶頸”。

 
  一、常規鋼絲繩抽油杆存在的主要問題
 
  抽油杆的失效主要表現為由單個抽油杆連接的抽油杆柱在工作過程中頻繁發生的斷、脫事故。抽油杆在抽油過程中長期承受交變載荷、振動載荷和衝擊載荷以及與油管相對運動所產生的摩擦力。而且,抽油杆還處於直接與油井中的鹽、氛離子幾等多種腐蝕性介質以及沙粒等磨礪性顆粒相接觸的惡劣環境中,從而使它受到繁重的載荷作用以及強烈的腐蝕和磨損。
 
 
 
  盡管當前已研製出多種高強度和超高強度的優質鋼絲繩抽油杆,並且不斷完善其表麵處理工藝,使抽油杆的強度、耐磨和防腐性能有了較大的提高,但是由於鋼抽油杆的杆長隻有8m左右,必須通過許多接頭和接推連接數十根以至數百根抽油杆組成抽油杆柱才能完成井下抽油作業,如下泵深度為1000m,就要采用125個接頭,正是抽油杆柱組成的這個特點,使它存在以下一些難以克服的弱點:
 
  (1)下泵深度越深,抽油杆柱越長,所需的投越多。接頭在長期承受交變、衝擊和振動載荷以及磨損和腐蝕的工作條件下,往往發生脫扣和斷裂,它的失效約占抽油杆柱失效總數50%以上,因而接頭連接成為抽油杆柱最薄弱的環節。
 
  (2)由於接箍直徑比抽油杆的直徑大得多《約為抽油杆直徑的2^2.375倍),即存在許多突變的圓柱麵。因此,在抽油過程中,當抽油杆柱在井內油液中運動時,抽油杆柱將產生多級活塞效應,使摩擦阻力顯著增大,而且抽油杆柱也容易結蠟。
 
  (3)由於接箍直徑比抽油杆直徑大,在抽油過程中,抽油杆柱與油管之間的摩擦主要集中在接箍上,尤其是在斜井和定向並中,更會加劇接箍與油管之間的摩擦和磨損。為了減少這種摩擦和磨損,往往要在抽油杆柱上加裝若幹扶正器,但這樣將使抽油機的載荷增加20%以上。
 
  (4)由於常規抽油杆柱是由許多單根的抽油杆用大接箍連接而成,因而其起下作業(提升和下放)是間斷進行,作業效率低,勞動強度大,作業時間長,從而使油井停產時間長。