防偏技术

2024-12-25

防偏技术（通用7篇）

防偏技术篇1

在当今经济快速发展的形势下, 各大油田都在不断的开发发展, 随着开发的时间增长, 各油田所使用的采油设备寿命问题渐渐得到石油人的重视。抽油机是当代油田采油的主体, 其工作效率和寿命直接关系到油田的发展。现有抽油机工作时杆柱易发生偏移, 与油管之间产生偏磨现象, 是影响采油效率的重要因素。尤其是我国大部分油田都已进入油田中后期的开发, 井液中含水量高、杆柱和油管的偏磨愈来愈严重, 以至于直井抽油机采油时也发生杆柱和油管相互摩擦的问题, 不仅降低了抽油机设备的寿命, 也增加了抽油机的能耗, 严重制约了油田采油生产。能否有效的预防和控制抽油机的杆柱和油管偏磨现象是衡量油田控制生产成本、提高采油效率的重要指标。

因此研究抽油机井的防偏磨技术十分必要, 通过调研结合理论分析, 研究了抽油井杆柱和油管偏磨的原因和机理, 通过对偏磨机理的研究, 提出了通过采用新型防偏磨工具多角度可调式杆柱防偏磨器, 并从优选材料、改进工艺等方面来防止抽油机井偏磨现象的出现。抽油机防偏磨技术的提出, 提高了抽油机井的工作寿命, 降低了油田的修井成本, 提高了油田的开发水平。

1 抽油机井杆柱和油管偏磨的原因和机理分析

从对杆柱和油管的偏磨现象理论研究分析可以得出结论, 杆柱和油管的磨损速率由以下几个因素决定, 即油气井的井身结构、杆柱和油管的组合方式、油气井的采油参数、油气物理性质等。现阶段对偏磨机理的原因分析主要有如下观点:

(1) 井身结构导致油管的弯曲引起的磨损;

(2) 抽油杆的纵横弯曲和失稳变形导致的磨损;

(3) 采油参数、采油工况导致的磨损;

(4) 杆柱的腐蚀和机械磨损;

(5) 防偏磨的存在某些不可预测性;

(6) 杆柱和油管的材质、结构设计、使用时间、工作寿命增加了磨损的复杂性。

准确的分析并算出偏磨速率是学者们努力的目标:

(1) 上世纪50年代中期, Lubinski和Wo o d s通过模拟实验并对实验结果拟合得出结论, 管柱在井眼中存在螺旋屈曲的现象, 并推导出螺旋屈曲临界载荷计算方法:

(2) 60年代中期, Paslay等人借助能量法得到正旋屈曲临界载荷计算方法:

(3) 1975年之后, 杆柱的屈曲对偏磨的影响引起学者们的重视, 80年代后, 很多学者分析并证实:杆柱受压弯曲并随着载荷增加, 其轴线由正弦状逐渐转为螺旋状。

(4) 2000年以后, 国内的学者研究了一般情况下杆柱在直井、倾斜井和水平井中的屈曲情况, 利用有限元分析得出了初始屈曲的临界压力和杆柱形状, 并对偏磨点的计算、杆柱屈曲规律做了研究。

2 抽油机井防偏磨技术研究

上世纪80年代开始, 国内外各油田开始针对偏磨现象展开防偏磨技术研究, 形成了一定的防偏磨方案, 并研制出各式各样的防磨工具, 使抽油机的寿命得以提高。国内外现有防偏磨技术一般可以分为:降低杆柱屈曲、减少摩擦系数、设计均匀磨损装置、杆管材质耐磨处理、减少接触摩擦、优化采油参数等。

(1) 降低杆柱屈曲技术主要是降低或者消除抽油杆的屈曲, 有效的减轻偏磨。

主要实现方法有:对杆管下部加重, 使抽油杆处于受拉状态而减轻屈曲;使用锚定器将油管定在套管上, 这样可以使油管的蠕变变形交变载荷作用最小化, 减低杆管磨损;在所需封层使用低坐封载荷隔封器和坐封吨位控制装置, 消除泵上油管屈曲现象, 减轻油管磨损。

(2) 减少磨擦系数技术, 主要措施是使用缓蚀剂和润滑剂, 使油管内壁形成油膜, 保护并润滑杆柱和油管, 降低磨损。

(3) 设计均匀磨损装置即安装旋转装置使管杆定期旋转, 避免杆柱和油管长期在同一位置和方向磨损。

(4) 杆管材质耐磨处理即对杆柱和油管的材质进行优化, 使用耐磨硬质合金、对杆管表面进行镀铬处理、渗氮处理等耐磨处理技术。

(5) 减少接触摩擦是使用杆柱扶正器避免杆柱接触产生摩擦。这是一种避免杆管磨损的有效方法。

(6) 优化采油参数, 在不同地区不同油井, 选择合理的采油参数、合理的抽汲参数、合理的冲程次数等、合理的油井沉没度、合理确定杆管间隙、选用合适的防偏磨方法是决定防偏磨成败的关键。

以上几种方式可有效的预防和减轻偏磨现象。在未来, 开发新的抽油机防偏磨工具和优选材料、改进工艺是油田进一步研究防偏磨技术、降低采油成本的发展趋势。一种新型的多角度可调式杆柱防偏磨器结构合理、效果可靠、使用方便。

多角度可调式杆柱防偏磨器由防偏磨器主体、滚动器、齿盘连接器组成。防偏磨器主体由呈30°的6个轮轴以螺旋排列方式组合而成。滚动器镶嵌在防偏磨器的主体, 其主要结构是滚轮和滚轴, 滚动器可以使偏磨滑动摩擦变为滚动摩擦, 大大降低了杆柱和油管之间的偏磨磨损。

多角度可调式杆柱防偏磨器材质采用35Cr Mo, 并在表面做渗氮硬化处理, 实验表明, 多角度可调式杆柱防偏磨器结构合理, 使用便捷, 明显降低了杆管偏磨现象, 有效延迟抽油机井使用寿命, 可以进行推广。

3 结束语

抽油机井防偏磨研究需要将抽油机偏磨原理正确的分析后, 建立偏磨机理并设计出合理的、质量性能可靠的、便捷的防偏磨工具, 因此研制出高效的多角度可调式杆柱防偏磨器以滚动摩擦方式代替杆管的滑动摩擦而有效降低偏磨现象, 大大提高了抽油机的使用寿命。并且结构简单、操作方便。

摘要：随着油田不断的开发, 随着开发时间的延长, 油田采油设备寿命问题已经日益突出。作为油田采油的主体的抽油机的工作效率和工作寿命问题越来越受到关注, 油田抽油机杆柱和油管的偏磨现象日益突出, 严重的影响了油井的正常工作。因此研究抽油机井的防偏磨技术十分必要, 文章通过文献调研结合理论分析, 研究了抽油井杆柱和油管偏磨的原因和机理, 通过对偏磨机理的研究, 提出了通过采用新型防偏磨工具多角度可调式杆柱防偏磨器, 并从优选材料、改进工艺等方面来防止抽油机井偏磨现象的出现。抽油机防偏磨技术的提出, 提高了抽油机井的工作寿命, 降低了油田的修井成本, 促进了油田的开发水平。

关键词：抽油机井,防偏磨,防磨工具,工作寿命

参考文献

[1]王炳英, 宋静亚等.抽油杆防偏磨多角度可调式扶正器研制[J].石油矿场机械.2011 (1) 78-80

[2]肖宇, 刘春花等.抽油井偏磨机理及防偏磨技术分析[J].内蒙古石油化工, , 2009 (18) 81-83

[3]刘庆娥, 唐庆.抽油机井杆、管防偏磨工具优选与应用[J].石油钻采工艺, , 2009 (2) 111-114

油井防偏磨技术研究与应用篇2

随着水平井、斜井、高含水井、低产井等类型油井的日渐增多, 抽油机井杆管磨损问题已经成为困扰油井生产的主要问题之一。以高升采油厂雷家地区为例, 初步统计有近60口井存在较严重的偏磨问题。油井磨损主要表现在管杆偏磨严重、检泵周期明显缩短、生产成本显著上升等方面, 现阶段管、杆磨损问题已成为我厂生产中急需解决的现实问题之一。由于对我厂抽油机井杆、管偏磨机理没有准确、清晰的认识, 目前采取的各项防偏磨措施有效率偏低, 措施有效期短。因此有必要开展油井杆管偏磨机理及防偏磨技术的研究与应用, 以达到延长油井检泵周期、降低生产管理难度及生产成本并改善区块开发效果的目的。

2存在的主要问题

雷家地区共部署油井107口, 其中雷11块有油井67口, 开井62口, 雷64块有油井40口, 开井39口。由于受地面条件和征地限制, 大部分油井钻井时均利用老井场, 井眼轨迹复杂、斜度大及狗腿度大, 油井最大井斜97.1°, 平均21.3°, 最大狗腿度达12.21°/30m。生产过程中52%以上的油井存在着不同程度的偏磨, 各井偏磨井段见附表1。另外, 由于油藏埋藏深, 油井下泵深度大 (最深2130m, 平均泵深1906m) , 导致油井负荷增加, 增加了断脱的可能性。区块油井断脱平均免修期只有180d左右, 因偏磨造成的检泵工作量占维护性作业工作量的54.2%, 偏磨断脱已成为导致油井检泵的主要原因。

目前针对油井偏磨问题, 主要使用尼龙防偏磨器和高强接箍, 实施之后, 取得了一定的防偏磨效果, 但是尼龙防磨器使用寿命仅3个月, 限制了防偏磨效果, 另外磨损产生的碎片易导致卡泵, 高强接箍使用之后, 有效的解决了抽油杆接箍磨损问题, 但对油管磨损较严重, 出现了多次管漏问题, 因此, 目前尚缺乏有效的解决雷家地区油井偏磨问题的技术手段。

3油井防偏磨技术研究

3.1偏磨机理分析

3.1.1井斜及狗腿度影响

受地面条件和征地限制, 大部分油井钻井时均利用老井场, 井眼轨迹复杂、斜度及狗腿度大, 雷家地区油井最大井斜97.1°, 平均21.3°, 最大狗腿度达12.21°/30m。在油井井斜及狗腿度较大的井段会形成扭曲和拐点, 使油管产生弯曲, 在油井生产时, 油管和抽油杆在“拐点”处接触, 产生摩擦。“拐点”离井口越近, 抽油杆柱对油管的水平分力也越大, 磨损越严重。

3.1.2杆柱“失稳”对偏磨的影响

上冲程:杆柱每一点受力为:向上的拉力、该点以下杆柱的重力、杆柱与液体的磨擦力、活塞与泵筒的磨擦力。在此过程中, 杆柱每一点的合力都是向上的, 杆柱被拉直, 不会发生偏磨现象。中性点以下油管受力如下:油管在液体中的重力、管内介质对油管的摩擦力、活塞对泵筒的摩擦力。在上述力的作用下, 下部油管发生摆动与抽油杆接箍产生摩擦。这种偏磨较轻, 通常为双面偏磨。

下冲程:油管每一点的合力都是向下, 油管被拉直, 不会发生偏磨现象。杆柱每一点的受力为:该点以下杆柱的重力, 杆柱与液体向上的磨擦阻力, 活塞与泵筒磨擦产生的向上的阻力, 该点以上杆柱的重力作用于该点形成的向下的压力。在此过程中, 中性点以上的抽油杆始终处于拉伸状态, 不会弯曲变形并发生偏磨现象。

中性点以下的抽油杆由于重力较小, 不足以克服其它各种向上的阻力, 且该点以上杆柱的重力较大, 作用于该点形成向下的压力较大, 下部杆柱在强大的压力作用下完成下冲程, 容易弯曲变形, 发生偏磨现象。由于杆柱的塑性较强, 上部的重力不会很快对下部形成压力, 而下部杆柱在上冲程的惯性力作用下还在向上运动, 大大增加了中下部杆柱的弯曲程度, 杆柱发生弯曲的这种现象, 称为“失稳”。

杆柱“失稳”是偏磨的主要原因, 而中性点越低, 杆柱的“失稳”越轻, 杆柱偏磨现象也越轻。“失稳”引起的偏磨均为双面偏磨。由于偏磨, 使抽油杆强度变低, 加之交变载荷的影响, 抽油杆容易疲劳。因此, 底部抽油杆出现断脱的情况较多。从理论上讲, “失稳”与如下因素有关:

1) 冲程、冲次越大, “失稳”越严重。

2) 多级组合中, 细杆比例越大, “失稳”越严重。

3) 同一深度, 三级组合比二级组合“失稳”严重。

4) 泵的间隙越小, 活塞与泵筒的摩擦力越大, “失稳”越严重。

3.1.3井液的性能

油管与抽油杆间的相对运动是发生在冲程距离内的低速往复运动, 在此范围内如果发生管、杆间的相对接触, 将发生相对摩擦现象, 若润滑不良, 便会引发磨损。这种运动发生于充满井液的油管中, 井液的润滑特性决定了管、杆间的摩擦程度以及是否会发生磨损。如果井液的润滑性能良好, 能够在摩擦副间形成良好的液体润滑膜, 即使是在斜井与水平井中, 摩擦与磨损在工程上也是一个能够容忍而加以忽略的问题。井液的润滑性质取决于其含水、含气、原油粘度等综合情况, 水不能充当良好的润滑剂, 磨损现象通常会随着含水增高而加剧, 当含水高于80%时, 杆管偏磨率较高。

另外, 原油黏度越大, 抽油杆与液体的摩擦阻力越大, 磨损率越高。特别是原油黏度对油井温度敏感的井, 当井温降低时, 由于原油黏度增大, 会加剧磨损。

3.1.4抽油机井工作制度

1) 泵径

根据调研资料统计, 泵径对抽油杆偏磨有一定影响, 泵径越大, 杆管偏磨率越高;

2) 沉没度

沉没度对杆管偏磨有显著影响, 杆管偏磨率随着沉没度的降低而显著上升, 据大庆油田的统计结果表明, 约50%的油井偏磨原因与沉没度过低有着直接的联系。初步分析认为, 沉没度较低时, 油井沉没压力与流压低, 导致原油提前脱气, 蜡在油管内、甚至泵筒内析出, 造成杆管、甚至泵结蜡严重, 加之热洗周期不合理等原因, 使抽油杆下行阻力增大并产生弯曲, 造成杆管偏磨。

另外, 沉没度较低时, 可造成供液不足现象, 产生液击, 引起杆柱振动, 加剧了杆柱的下行弯曲, 使杆管偏磨加剧。产生液击现象造成的杆柱振动, 在油管内发生余弦弯曲现象, 使下冲程中抽油杆柱与油管内壁的接触点增多, 引发磨损问题, 这种现象在高含气或高含水井中尤为严重。

3) 冲程、冲次

在存在偏磨的油井中, 冲程短、冲次高时, 偏磨部位相对小, 偏磨次数增加, 磨损较严重、破坏力大, 同时还会使杆柱“失稳”问题加剧。

3.1.5材质及其处理方法的影响

抽油井防偏磨工艺技术研究篇3

关键词：抽油机,偏磨,防治措施

抽油机井采油[1]是有杆泵抽油的主体, 也是石油工业的传统的采油方式, 是迄今为止一直占主导地位的人工举升方式。

因此, 根据油井的偏磨现状, 分析偏磨机理, 找到切实有效的防治方法, 对提高油井生产水平, 减轻偏磨造成的影响, 减少作业开支, 具有重要的实际意义。

1 造成偏磨的主要原因

1.1 井眼轨迹影响

随着油田开发深入, 定向大斜度井越来越多。由于井斜导致油管在井筒内发生偏移, 而油管内的抽油杆在重力作用下趋于垂直, 致使管杆接触磨损。

1.2 油品物性影响

随着原油粘度的增加, 杆柱承受的最大载荷增加、最小载荷降低, 交变载荷变大, 杆柱中性点明显上移, 受力复杂程度加剧, 杆管偏磨加剧。

1.3 工作制度影响 (泵深、泵径、冲程冲次)

随着油井泵挂深度加深、泵径增大、冲次变快等变化均导致油井杆管柱的受力状况发生改变, 尤其是频繁的改变油井的工作制度, 杆柱的受力会随即发生变化, 从而导致频繁的杆断脱。

1.3.1 泵挂深度影响

随着泵挂深度的加深, 杆柱所承受的最大及交变载荷急剧加大, 加大了杆管之间的侧向压力, 加剧了杆管偏磨程度。加之油稠、结蜡、腐蚀结垢等多重因素影响, 油井生产工况恶劣, 加剧了杆管偏磨断脱。

1.3.2 泵径影响

随着含水的增加, 油井面临提液生产, 泵径及工作制度的加大, 油井杆管柱出现失稳、液击力增加等问题, 从而加剧了杆柱的失稳, 导致杆管偏磨。

1.3.3 冲程冲次影响[2]

随着冲程、冲次的增大, 杆柱承受的交变载荷增加, 杆柱中性点上移, 杆柱受力复杂, 杆管偏磨加剧。

冲次越高, 杆柱所受惯性载荷越大, 悬点载荷差也随之增大, 杆柱失稳越严重;冲次越低, 悬点载荷差越小, 杆柱运动相对平稳。

1.4 注入聚合物影响

大港油田目前有注聚受益区块33个, 共有生产油井302口, 见聚受益油井115口。油井见聚后检泵周期比见聚前缩短236天。由于井筒产出液为非牛顿流体, 使抽油杆产生了法向力, 这是造成抽油机井全井段偏磨的一个重要原因。

1.5 含水影响

大港油田油井平均含水75.97%, 大部分油井已进入高含水后期开发阶段。含水导致杆管偏磨更严重。

1.6 出砂影响

由于油井出砂, 砂砾连续的冲刷使得涂有防腐和润滑层的井下管杆失去了防腐和润滑作用, 加剧了腐蚀。由于腐蚀, 使管、杆偏磨表面更粗糙, 从而磨损更严重。

1.7 防偏磨工具选择的影响

目前在用的防偏磨工具种类繁多, 产品质量良莠不齐, 性能指标差异较大, 防偏磨效果好坏不一。

1.8 油管弯曲的影响

上冲程时, 游动阀关闭, 活塞带动油管内介质上移。由于管内介质的重力、油管与管内介质和抽油杆柱等的阻力作用, 抽油杆柱被拉直, 而油管在中性点以下产生弯曲, 使管杆接触产生磨损。

1.9 结垢、结蜡、气、腐蚀介质

井下结蜡严重, 导致蜡卡, 杆下行阻力大, 抽油杆下行与油管间产生严重碰磨和抽油杆的超负荷, 造成管杆的偏磨。

1.1 0 其它因素影响

如沉没度、井口回压、盘根盒的松紧、地层蠕变错位, 造成套管和油管变形等均对杆管偏磨造成影响。

2 防偏磨措施

2.1 国内外防偏磨措施

上述可见, 管杆腐蚀和偏磨的危害性极大, 因此寻找有效的解决方法刻不容缓。

2.2 杆管结构材质及防磨涂层[3]

HDPE (高密度聚乙烯) 塑料内衬油管是通过改变油管结构提高油管防偏磨性能。其结构是在普通油管内嵌入一根HDPE管, 与金属管相比, HDPE管具有质轻、耐腐、耐磨、不生锈、导热系数低、摩擦因数低等优点。

2.3 管杆旋转

在油井生产过程中, 运用各种旋转装置旋转管杆, 使管杆磨损从原来的几度、十几度扩大到360°, 从而达到管杆均匀磨损的目的, 减缓管杆局部磨损程度, 延长管杆使用寿命。

2.4 空心抽油杆技术

空心杆抽油是用空心杆代替油管和实心抽油杆, 将泵筒直接悬挂在套管上, 用空心杆带动柱塞完成抽油过程。该技术泵效高, 可降低成本, 减少劳动强度, 能直接解决由实心杆和油管组成的管柱所无法避免的管杆偏磨问题。

3 结论及认识

通过研究国内外关于抽油杆、管偏磨方面的文献, 并参照一些现场经验, 对当前抽油杆、管偏磨的成因和各种防偏磨措施进行综述与对比表明, 抽油杆与油管偏磨腐蚀的主要原因是井斜、抽油杆柱弯曲、高含水和产出液的强腐蚀性。

总之, 偏磨成因及防偏磨措施有多种多样, 没有一种防偏磨措施能从根本上解决任何成因的偏磨, 而且每种防偏磨措施适用场合也不相同。有效的防偏磨措施应是在弄清楚偏磨成因的前提下, 采用与偏磨成因相对应的有效防偏磨措施。

参考文献

[1]程树红, 段永华.油井管杆偏磨现状及防偏磨技术探讨[J].内蒙古石油化工, 2008, 13:112-113

[2]孙宝京.抽油机井管杆防偏磨技术的应用[J].油气田地面工程, 22 (5) :44

皮带机跑偏原因及防偏技术探析篇4

一、皮带机的运行特点

皮带机在运输货物的时候, 或者是间歇式地运动, 或者是连续性地运动, 都是应用皮带传送的。皮带机所运输的货物主要包括纸箱、散料、各种包装袋等等。从皮带机的制作材料来看, 主要包括橡胶、硅胶、PU (英文:Polyurethane, 即“聚胺酯”) 以及PVC (聚氯乙烯 (英文:Poly Vinyl Chloride, 即“PVC”) 等等。

从皮带机的运行原理来看, 是通过使用皮胶带与自带滚筒之间的相互摩擦以及托辊运行中与皮胶带之间所存在的摩擦力, 而对胶带起到了带动作用, 从而达到货物运输的目的。如果在皮带机货物运输的时候出现皮带跑偏的现象, 就意味着其在运行的过程中有机械故障产生, 由此而造成皮带严重磨损并导致撒料的现象发生。在这种情况下, 如果皮带依然处于运行状态, 就会出现皮带软化, 甚至会存在烧焦的现象, 由此而导致皮带处于高温下运行而引发火灾, 并因此而导致整个的企业生产线都停止运行。

二、皮带机出现跑偏问题的原因

皮带机运行中所利用的是牵引系统, 对胶带进行牵引后就对货物进行承载和运输。当皮带机运行中出现跑偏问题, 主要是由于以下的原因造成的。

(一) 皮带两侧受力不够均衡

皮带出现跑偏的主要因素就是由于其两侧的受力不够均衡。

其一, 出现这种现象的原因在于, 在对皮带机安装皮带的时候, 没有掌握好松紧度而产生了误差, 这样就会导致皮带机的出现两侧受力不均的现象而导致企运货的时候跑偏。

其二, 皮带机的输送带的硫化接头在连接的时候出现了歪斜, 使得原本就不是很直的皮带而使得两侧的张力不够均衡。此时, 如果皮带的一侧张力相对较大, 就会由于拉紧力降低而导致跑偏现象发生。

其三, 皮带两侧所装载的货物如果布置不均匀时, 就会引起皮带两侧没有均匀受力, 此时, 下降位置不够准时而出现了偏斜。

(二) 输送带在运输的过程中有侧向力存在

皮带机的输送带在运行的过程中会受到滚筒所施加的侧向力而跑偏。如果在安装滚筒或者托辊的时候出现质量问题, 主要体现为安装的位置不够正确。受到侧向力的影响, 皮带的运行就会受到影响。造成皮带机的输送带出现跑偏的另一个重要原因是安装托辊的位置出现误差, 与皮带机的中心线之间的垂直度不够。如果这种误差过大, 就会出现皮带的承载段跑偏。如果是在托辊或者滚筒所安装的位置出现偏最, 则皮带运行中, 包括承载段和回程段都会有所跑偏。如果此时驱动滚筒出现倾斜, 跑偏的现象就会更为严重。如果皮带机的机架出现了变形, 包括机架中心线出现了歪斜或者机架的两边出现了倾斜, 因此而导致的跑偏, 就会使得皮带运行中受到侧向力的影响而跑偏。此时, 皮带就很难作出调整。

三、皮带机防偏技术

(一) 对驱动滚筒进行调整并能够将滚筒所在位置进行改变

防止皮带机出现偏跑故障的一个重要方法就是调整滚筒。在对滚筒进行安装的时候, 要确保滚筒的安装位置正确, 即轴线要与皮带机的长度垂直。如果已经出现了偏斜, 就必然会出现跑偏的问题。由于滚筒可调整的长度是非常有限的, 所以, 在调整滚筒的轴心线的时候, 就要严格规定要垂直于皮带机长度方向, 之后, 使用螺旋将装置拉紧, 或者使用重锤对尾部滚筒的轴承座的所在位置进行调整, 由此而可以防止皮带松弛的问题出现, 也不会由于机架歪斜的问题的存在而导致皮带机出现偏跑的故障。

(二) 对皮带机的转载点处货物掉落的位置进行调整

当皮带机出现偏跑现象的时候, 就要将转载点处物料下落所在位置确定下来。此时, 就要对转载点的落料位置的两条皮带机之间的高度予以重点关注, 两者的高度差越低, 货物下落的速度就会越快, 下层皮带出现倾斜, 所装载的货物都会掉落下来, 结果导致皮带跑偏。在进行皮带机安装的时候, 要加大两者之间的相对高度, 以降低皮带跑偏的发生率。要仔细研究漏斗的规格和导料槽的规格, 通常而言, 皮带宽度的2/3就是导料槽的宽度。通过对物料降落所在位置以及掉落的方向进行改变, 还可以采用加设挡料板的方式对货物进行阻挡, 以防止皮带出现偏跑的故障。

结语

综上所述, 当皮带机运行中出现跑偏, 如果不采取有效的纠正措施及时纠正, 即会造成皮带机在运输的过程中出现全线撒料的现象, 甚至还会出现撕裂故障。皮带机所使用的输送带价格昂贵, 如果存在跑偏事故, 就会相应地提高跑偏的成本。从输送带的价格上来看, 占有皮带机的1/3~1/2的成本。此外, 皮带机处于正常工作状态会对企业的安全生产起到了一定的保障作用。

摘要：中国经济的快速发展, 越来越多的科学技术因子被渗入到工业技术中, 提高了工程机械技术水平。皮带机技术目前已经受到了广泛的重视。所谓的“皮带机”, 就是“皮带输送机”, 属于是装卸运输装置, 在工业企业中承担着散发货物的工作。当皮带输送机运输工作中, 往往会出现跑偏的现象, 对皮带机的货物运输质量造成影响。本文针对皮带机产生跑偏的原因进行分析, 并具有针对性地对防偏技术展开研究。

关键词：皮带机,跑偏,原因,防偏技术

参考文献

[1]刘文亮, 张晓伟, 董秋艳.连续皮带机胶带跑偏原因与力学分析[J].水利水电技术, 2012, 37 (3) :26-27.

[2]谷俊婷, 霍大勇.带式输送机常见故障及对策[J].煤矿机械, 2011, 32 (4) :256-257.

[3]范培培, 张远.试论皮带机跑偏原因及防偏技术研究[J].建筑论坛, 2016 (5) :2924-2925.

防偏技术篇5

垦利油田是孤岛采油厂所辖的外围油田, 相隔于黄河南岸, 构造上处于垦利断裂带中段, 油区分散, 有垦利老区、垦90、垦95和富林断块四个开发区块, 包含小断块达18个, 含油面积14.3 Km2, 地质储量2794×104吨, 可采储量856×104吨。油藏类型多, 含地层不整合、断鼻构造、断块构造以及构造-岩性等多种油气藏。

垦利油田是一个低饱和轻质稀油油田, 原油性质好。原油具有密度低, 黏度低, 饱和压力低, 凝固点中等的特征。油藏水型主要为碳酸氢钠型, 油藏油层温度80到120℃不等, 地层压力系数1.0左右, 为常温、常压油藏。含油层系多、井段长, 1660~2810米都有沙河街油层发育。

断块由于地质储量小、地质条件复杂、注采井网完善程度差、边远零散, 部分断块仍然依靠天然能量生产, 其余水驱断块的注采系统因注水先天不足或注水不见效, 导致油层供液能力越来越差, 泵挂越来越深, 导致低产低液井增多, 供液差成了普遍现象。目前主要采用驴头式抽油机开采, 泵挂因各井具体情况而定, 从800米到1800米都有, 平均泵深1450米, 加之黄河下游的地理环境影响, 地面情况复杂多样, 因而油井为斜井的居多, 尤其是新井, 是典型的深斜井开采区, 深斜井造成的偏磨问题日益严重。仅2006年偏磨导致作业井次达到该油田年维护作业总井次的36.5%, 作业费用及其材料、维修费用庞大, 这些数据表明, 加强防偏磨治理工作, 优选新工艺配套技术已刻不容缓。

2 防偏磨治理及效果

针对垦利油田油井偏磨特点, 2007年以来, 采用的方法和工艺多种多样, 主要分地面 (校机对中、拉井口、防偏磨井口、井口旋转器) 和井筒管柱 (油管锚定、防偏磨管杆、扶正器、支撑封、加重杆、连续杆) 两个方面相结合, 进行综合治理。

2.1 连续抽油杆技术

“连续抽油杆+碳锆油管”是2007年开始在垦利油田应用的。首选检泵周期只有3、4个月的3口井, 实施了连续杆+碳锆油管工艺技术。实施后, 1口井正常生产了70天, 另两口油井达到150天的, 收到良好效果。

2.2 下防偏磨结箍和防偏磨副

对于偏磨严重井的井, 在对油管、抽油杆更换的基础上, 采取下防偏磨抽油杆接箍的办法, 2007年先后在12口井的偏磨井段使用防偏磨节箍, 全年下防偏磨接箍600个左右。

2008年以来, 使用和更换偏磨接箍近千个, 其中F112井是07年投产的一口井, 采用φ38mm杆式泵1800米泵挂生产, 于2008年2月作业起出管柱后发现, 该井6分抽油杆自泵上第15根处磨脱, 在第15-28根、43-58根磨损比较严重, 部分接箍母扣磨穿, 露出公扣, 查6分抽油杆共65根出现偏磨现象, 而上部7分抽油杆因每隔10根有一抗磨副, 未发现磨损。完井继续下防偏磨副抽油杆15根, 并下145个防偏磨节箍, 达到全井防偏磨治理, 目前生产正常, 效果显著。

2.3 对泵较深井采用油管铆定, 减少油管蠕动

经对垦利油田作业和生产资料整理研究总结, 在油井作业时, 若泵深超过1000米, 均采用油管固定的方式, 来减少因油管伸长造成偏磨, 具体有两种方式, 一种是采用油管铆, 一种是下支撑封, 在下支撑封时, 根据泵径的不同, 下支撑封的位置也不相同, 44mm泵以下的, 支撑封下在泵上第一根油管处, 56mm泵以上的, 支撑封下在尾管倒数第二根处, 这样既避免座封时造成泵体拉长变细, 又能减少油管蠕动, 实际应用中取得了明显效果。

2.4 管柱和生产参数的优化

因对地层认识等方面的原因, 造成泵径、泵深、尾深符合程度差, 借助于计算机优化软件, 及时对管柱进行优化, 达到既减轻抽油机负荷, 又减轻因管杆伸长、蠕动造成的偏磨。同时根据地层供液能力、生产管理、抽油机情况, 本着长冲程、慢冲次的原则, 对抽油机地面工作参数进行优化, 在液量不减、产量不降的情况下,

关。将关于i累加求平均, 可得

显然是的无偏估计。当p比较大时, 有下式成立:

在且分块Toeplitz阵A行满秩的条件下, 信道参数H可以用最小二乘方法加以估计, 即:

结束语

研究了MIMO通信系统中的关键技术之一———信道估计技术。重点介绍了平坦衰落条件下的MIMO信道估计技术。然而在实际的无线通信系统中更为常见的是频率选择性信道其信道估计远比平坦衰落的情形复杂, 但是在理论研究中, 平坦衰落信道的估计要比频率选上调冲程, 下调冲次, 减轻管杆磨损程度。目前在油井作业方案发放时, 均要求先对管柱和生产参数进行优化, 而后实施作业。

2.5 自主研发防偏磨工具

鉴于垦利油田抽油机井抽油杆偏磨和偏磨+腐蚀的情况, 尤其斜井的侧向偏磨严重的特点, 自主研发和改进抽油杆旋转抗磨减载装置, 该类型抽油杆旋转器的主要原理是靠抽油机运转作为动力, 带动抽油杆旋转, 将杆管之间的线磨擦变为360°的面摩擦, 从而延长油井免修期。因工具处于试验阶段, 工具有待改良, 适用性有待测评。

3 结论及认识

从管理维护和应用效果来比较, “连续抽油杆+碳锆油管”效果最好, 但考虑投入和作业维护成本高, 偏磨严重井可以考虑, 不能大面积应用, 防偏磨结箍应用具有灵活性, 成本易控, 需要配套工艺和管理方面的支持, 在目前是值得推广, 可广泛应用。

防偏磨工艺技术、新工具的引进和使用, 效果的彰显, 成本的控制, 合理的开发, 离不开配套技术和管理方面的保障, 因此应继续加强这一方面的研究和优化工作, 保持较好的管理方法, 推广最佳的工艺技术, 从工艺和管理方面同时降低和消除偏磨带来的危害。

择性信道的估计成熟得多。因此在某些条件下将平坦衰落情况下采用的信道估计方法推广运用于频率选择性信道, 这将是下一步要解决的问题。

摘要：垦利油田位于黄河岸边, 属于典型的复杂断块油田, 油藏埋深大, 地面情况复杂, 深斜井较多, 多采用机械式抽油机采油, 偏磨问题十分严重, 对油田防偏磨工艺配套技术应用及管理进行调研, 对下步油田开发、采油工艺的完善和指导很有必要。

防偏技术篇6

文卫马油田目前有油井681口, 其中抽油井657口, 占油井总数的96.5%, 是文卫马油田原油生产的最主要方式。经统计, 全厂发现有偏磨现象的抽油机井共计248口, 占抽油井总数的37.8%, (其中轻微偏磨井96口, 占抽油机井数的14.6%, 严重偏磨井152口, 占抽油机井数的23.1%) 。2012年全厂共计躺井342井次, 其中由于偏磨因素造成的躺井85井次, 占躺井总数的24.9%, 其它等因素比较, 偏磨因素已成为造成躺井的最主要因素。

偏磨危害:

(1) 免修期缩短, 影响原油生产计划、加大作业工作量、增加原油生产成本。

(2) 导致井况变差:油管的外偏磨, 使得套管磨损加剧, 井况不断恶化。

(3) 增加油井腐蚀几率, 偏磨往往伴随着油井的腐蚀。

2 抽油机井偏磨因素分析

2.1 井斜的影响

(1) 初期钻井由于不可抗因素, 在完井时井筒纵向上呈弯曲旋扭状, 进而产生井斜角与狗腿度, 在狗腿度大的位置, 往往出现抽油杆及接箍的偏磨现象。 (图1) 。

(2) 后期侧钻、换井底的井。由于生产层段井况恶劣, 而上部井筒完好, 因此大修侧钻、换井底井数增加, 这类井由于存在造斜段, 在后期生产过程中不可避免的出现管杆偏磨现象 (图2) 。

2.2 抽油机上下行程中存在的交变载荷使得管杆产生下部弯曲

(1) 上冲程过程中, 抽油杆在液柱和自身重力作用下, 呈拉伸状态, 而此时油管呈压缩状态, 进而油管发生局部螺旋弯曲, 与对应位置套管发生摩擦导致偏磨。

(2) 下冲程过程中, 抽油杆在下行阻力作用下, 呈压缩状态, 下部抽油杆呈现弯曲状, 而此时油管呈拉伸状态, 下部发生抽油杆与油管之间的偏磨。

2.3 高冲次的影响

(1) 在高冲次状态下, 油管与抽油杆相对摩擦次数增加, 各自磨损加快。

(2) 在高冲次状态下, 固定凡尔开启关闭不及时, 使泵充满度降低, 下冲程时, 活塞撞击液面, 产生应力, 能量传递至泵上小直径抽油杆发生弯曲变形, 出现泵上偏磨。

2.4 不合理沉没度的影响

(1) 在合理沉没度下, 等径直油管受到的浮力等于它底端面受到的压力, 此时由于油管本身所具有的强度, 在F浮不大的情况下, 油管未发生弯曲变形;

(2) 当沉没度增加, 油管所受F浮增大, 当F浮大于油管的屈服极限时, 油管发生弯曲变形, 根据现场统计, 在大沉没度情况下, 油管的偏磨均不同程度的加剧。

2.5 开发后期高含水产出液的影响

研究表明, 在油井产出液含水达到74.02%时会发生产出液换相, 即油包水型转变为水包油型。当抽油杆与油管相对运动时, 失去了原油的润滑保护作用, 使得摩擦阻力增大, 加重了管杆的磨损。2012年文卫马油田油井产出液平均含水达到87.8%, 2013年油井产出液平均含水达到88.9%, 上升了1.1%, 表明了文卫马油田处于高含水期。

2.6 4吋套井的影响

在油田开发后期, 对于部分套损严重的井, 采用下4吋套修井技术。4吋套最大内径只有86mm, 与配套油管外径60mm, 油套环空半径13mm, 与5吋半套管井比较, 减少12.63mm, 油套环空的缩小, 增大了油管与套管相对摩擦的概率, 使得油管的外偏磨变的频繁。现阶段文卫马油田共计4吋套井163口, 占总井数的23.9%, 为后期油井的防偏工作埋下隐患。

3 防偏技术的现场应用

3.1 油管的防偏技术

3.1.1油管扶正器的应用

在直井的严重井斜段及侧钻井的造斜段, 为油管加装油管扶正器, 在油管和套管之间发生相对摩擦时, 对油管加以保护, 延长油管使用时间, 从而延长免修期。

3.1.2 保证合理沉没度的前提下, 上提泵挂

设计泵挂时, 在满足一定沉没度的同时, 尽量上提泵挂, 目的:

(1) 若能避开井眼曲率变化大的井段则尽量避开, 这是减缓油井偏磨, 降低投入最有效的途径。

(2) 减少管柱下截面所受到的F浮, 防止管柱发生弯曲变形。合理的上提泵挂一方面减少了管杆偏磨段, 另一方面也减轻了悬点载荷, 抽油杆所受的拉力减小, 管杆间的正压力也随着减小, 使磨损减轻。

3.1.3 加长尾管, 降低油管受力中性点

增加泵下尾管长度, 使泵上油管所受的预拉力增加, 一方面可有效降低管柱受力的中性点, 以免在上冲程时泵上油管受压弯曲导致管杆接触磨损, 一般尾管长度不小于200m。

3.2 抽油杆的防偏技术

3.2.1 在出现过抽油杆接箍偏磨的井配套双向保护接箍

双向保护接箍即在普通抽油杆接箍表面涂覆一层耐磨耐蚀减磨层, 经过特殊表面处理, 同时将接箍棱角倒角45°加工而成。双向保护接箍达到了既能保护接箍又能保护油管, 防止和减缓它们相互磨损的目的。具有耐磨损、耐腐蚀、减磨阻三大特性。双向保护接箍的使用大大降低了抽油杆接箍与油管之间的相对摩擦。2013年文卫马油田共计投入使用双向保护接箍1.36万只, 有效地减少了偏磨裂缝的躺井数量。

3.2.2 抽油杆注塑扶正器

为了解决抽油杆本体与油管偏磨的问题, 2012年8月文卫马油田建成了抽油杆注塑扶正器加工线, 单月注塑扶正器3000只 (22mm抽油杆扶正器2000只, 19mm抽油杆扶正器1000只) , 从根本上解决了抽油杆扶正器紧缺的问题。

3.2.3 泵上配用加重杆

油井日产液量较大, 泵上配用加重杆加重, 并配套双向保护接箍。这样既节约了成本, 又解决了加重杆偏磨问题。2012年先期配套使用30mm加重杆1000米, 共计投入使用7口井, 由统计表可以看出, 30mm加重杆可以有效的减弱泵上偏磨作用, 延长油井免修期 (表1) 。在2013年, 为了减少成本, 文卫马油田利用25mm抽油杆替代专用30mm加重杆, 共计投入4000米, 20井次, 防偏效果在跟踪统计过程中。

4 结论

4.1 效果总结

(1) 现阶段造成文卫马油田抽油机井偏磨的主要因素为5点:井斜, 交变载荷, 高冲刺与不合理沉没度;

(2) 在抽油机井管柱设计中, 要合理使用扶正器, 对油管和抽油杆的弯曲部位做好受力分析与计算;

(3) 油井的防偏磨工作中, 同一口井在不同时期的偏磨部位有可能发生变化, 应当做好单井偏磨段的记录, 为下步防偏工作提供依据。

4.2 下步研究方向

(1) 深入研究油管与抽油杆的受力情况, 并分区块分析受力对偏磨的影响;

(2) 分区块分析沉没度对于偏磨的影响, 并计算出不同区块油井的合理沉没度;

(3) 建立全厂抽油机井井斜数据库, 并合成数模三维图像, 直观分析井斜的影响;

(4) 研发新型防偏磨材料及工具, 尤其是针对4吋套井的防偏工具。

参考文献

[1]张琪, 主编.采油工艺原理与设计[M].北京:石油大学出版社, 2003

[2]万仁溥, 罗英俊, 主编.采油技术手册 (第三版) [M].北京:石油工业出版社, 2005

光杆防偏磨断配套工具研制与应用篇7

关键词：光杆,悬绳器,盘根盒

我厂某区抽油井在生产过程中光杆频繁断脱, 自2007年至2011年平均每年断脱井次约为60井次。光杆断脱后, 单井更换光杆作业费用高, 并且井口漏油会造成严重的环境污染与安全隐患, 整改难度大, 费用高。

1 光杆频繁断脱原因

通过对该区块抽油井各项数据统计分析, 造成该区块抽油井光杆频繁断脱的主要原因如下:

(1) 光杆所受纵向载荷大。该区块抽油井井深约3000m, 井下多采用H级φ25mm+φ22mmφ19mm抽油杆组合, 光杆所受垂向载荷大。

(2) 设备安装精度影响。光杆安装过程中, 受仪器精度、施工条件等客观因素影响, 光杆的垂向轴向线与盘根盒垂向中心线、光杆卡子垂向运动方向不绝对重合, 造成光杆在上下往复运行过程中受横向剪切力作用[1]。并且光杆所受垂向载荷越大, 横向剪切力越大[2]。

(3) 区块抽油井特有的生产特性造成光杆机械性能降低。该区块油藏地层温度低, 抽油井产气量大、产出液含水高, 并且间歇出油特征明显。受产气量高影响, 在抽油井不出液时, 光杆与盘根盒“干磨”, 光杆温度急剧升高;当抽油井突然出液时, 温度较高的光杆本体被低温液体突然“淬火”, 造成机械性能降低[3];室内模拟实验表明, 光杆抗横向剪切力性能可降低20%-35%。

2 配套工具研制

2.1 研制思路

根据光杆频繁断脱的原因, 从改善杆柱受力出发, 基于以下技术原则进行配套工具研制, 降低光杆断脱频次。

(1) 研制防断自动调节式悬绳器。将光杆卡子处受力进行分散, 降低光杆单一横截面所承受的垂向和横向剪切力, 并通过机械结构, 使光杆卡子自动进行受力分布调节。

(2) 研制自适应调节式防偏磨盘根盒。使盘根盒的垂向中心与光杆的垂向中心自动重合, 降低由于两者垂向中心不重合对光杆带来的横向剪切力[4]。

2.2 工具设计

依据设计思路, 防断自动调节式悬绳器的设计如下。

设计特点及工作原理:

(1) 通过设计两个光杆卡子, 改变光杆垂向应力集中状况, 使光杆承受的垂向力分布在光杆的两个横截面上;

(2) 利用刚性材料在允许范围内的塑性 (图1中3、5部件) , 依靠联动结构使悬绳器自动调节光杆所受垂向应力在两个截面的合理分布;1号卡子和2号卡子在不同的两个平面上, 在1号卡子受力过大时, 通过悬绳器上体将力作用于自动调节器, 自动调节器在支点作用下, 将力传递给2好卡子。

1—1号光杆卡子, 2—光杆挡板, 3—悬绳器上体, 4—2号光杆卡子, 5—自动调节器, 6—光杆, 7—悬绳器下体

(3) 利用自动调节结构消除部分由于光杆卡子的横截面与光杆轴心线不垂直所造成的横向剪切力作用, 减轻光杆弯曲。