杆管偏磨机理模拟研究与防治措施

油井抽油系统偏磨机理研究与防治措施

油气田开发工程目录51324研究背景及意义杆管偏磨力学分析与机理研究杆管偏磨防治措施与防偏磨技术杆管偏磨仿真研究结论研究背景及意义杆管偏磨增大了油水井管漏、断脱等事故发生率，增加了油水井维修次数和成本，减少了油水井有效工作时间，给油田带来了巨大经济损失。因此研究抽油系统偏磨机理和防治措施可以为各油田根据不同抽油杆管偏磨的成因选择对应的防偏磨措施提供了依据。目录51324研究背景及意义杆管偏磨力学分析与机理研究杆管偏磨防治措施与防偏磨技术杆管偏磨仿真研究结论杆管偏磨力学分析与机理研究屈曲次数j1234系数x23.514.726.367.301.杆管偏磨力学分析抽油杆柱屈曲后的弯曲力学模型抽油杆柱j次屈曲的临界轴向压力为:杆管偏磨的临界条件为:（式1）（式2）杆管偏磨力学分析与机理研究2.杆管偏磨机理研究杆管偏磨受井身结构、杆管组合、生产参数等诸多因素的影响，是各种因素共同作用的结果。井斜“狗腿”变向

套管变形沉没度

主要因素1.弯曲度小2.弯曲度大油管偏移抽油杆垂直1.低沉没度2.高沉没度杆管偏磨力学分析与机理研究产出液性质变化含砂

井口回压井口盘根产出液相变化设备腐蚀含砂越多偏磨越严重回压过大，泵漏失盘根过紧，摩擦力大1.泵径2.参数增大抽汲参数目录51324研究背景及意义杆管偏磨力学分析与机理研究杆管偏磨防治措施与防偏磨技术杆管偏磨仿真研究结论杆管偏磨防治措施与防偏磨技术1.杆管偏磨防治措施1.优化抽汲参数2.确定合理的沉没度工作制度井筒、井口、管柱1.油管扶正器2.氮化防腐油管3.油管旋转器4.油管锚5.尾管1.选择和确定抽油泵结构类型2.应用抽油泵配套环阀3.合理选择抽油泵间隙4.增大游动阀的过流面积抽油泵抽油杆1.应用抽油杆扶正器2.抽油杆旋转3.防偏磨抽油杆4.加重杆5.使用一定数量的短尺寸抽油杆杆管偏磨防治措施与防偏磨技术2.防偏磨技术斜井：确定扶正器合理配置间距L定向井：扶正器二次加密的技术高含水期油井：高含水期抽油泵柱塞防偏磨技术目录51324研究背景及意义杆管偏磨力学分析与机理研究杆管偏磨防治措施与防偏磨技术杆管偏磨仿真研究结论杆管偏磨仿真研究1.仿真条件地层压力为22MPa，地层温度95摄氏度，井深2400m，通过计算可得下泵深度1401m，动液面1019m，抽油杆直径19mm，油管内径62mm，中性点深度1063m。2.屈曲模拟分析1.定义单元类型为BEAM32.定义实常数和材料特性:A=2.83385e-4,I=2.698，H=338,EX=2e113.定义节点和单元杆管偏磨仿真研究4.施加边界条件和载荷5：求解静力分析6：求解屈曲分析7：进行后处理抽油杆屈曲模拟示意图杆管偏磨仿真研究3.受力模拟分析1.定义单元类型为PLANE422.定义材料特性EX=2e11，PRXY=0.33.创建模型并划分网格4.施加边界条件：顶部自由度为05.施加集中力载荷6.求解及后处理抽油杆受力模拟示意图杆管偏磨仿真研究3.三维井眼抽油杆工作行为仿真研究1.选择单元：Pipe16，Contact176，Target1702.建立几何模型及加载建立接触副，设置上边界位移加载模式3.求解及后处理抽油杆工作行为仿真示意图目录51324研究背景及意义杆管偏磨力学分析与机理研究杆管偏磨防治措施与防偏磨技术杆管偏磨仿真研究结论结论(1)通过分析得出了发生杆管偏磨的临界条件，即抽油杆柱所受的轴向压力大于或等于抽油杆柱一次屈曲的临界轴向压力。(2)杆管偏磨受井身结构、杆管组合、生产参数等诸多因素的影响，是各种因素共同作用的结果。主要因素有：井斜、狗腿变向、套管变形、产出液性质变化、沉没度、抽汲参数等。(3)抽油机井杆管偏磨的防治可以从井筒、井口、管柱、杆柱、抽油泵以及调整抽油机井的工作制度上来采取措施，坚持“防、治结合”的原则，以达到延缓偏磨，延长检泵周期的目的。(4)通过ANSYS模拟表明抽油杆在上下冲程中将产