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鋼絲繩抽油桿性能評價及應(yīng)用

發(fā)布時間：2021-08-29 21:27　文章來源：未知　文章作者：admin　點擊數(shù)：

1概述 在鋼絲繩抽油桿的研究試驗方面，全世界試驗90多口井，具有良好的節(jié)能和提高泵效的效累，但都沒有從性能評定和設(shè)計規(guī)范方面開展深入工作。 試驗抗旋轉(zhuǎn)特種鋼絲繩的鋼絲繩


1概述
在鋼絲繩抽油桿的研究試驗方面，全世界試驗90多口井，具有良好的節(jié)能和提高泵效的效累，但都沒有從性能評定和設(shè)計規(guī)范方面開展深入工作。
試驗抗旋轉(zhuǎn)特種鋼絲繩的鋼絲繩抽油桿已經(jīng)應(yīng)用五年，性能良好，抗拉強度沒有明顯下降，壽命可觀；節(jié)能效果明顯，單井可節(jié)電70%；作業(yè)便捷，桿柱起下時間縮減3/4，作業(yè)費用降低2/3。為進(jìn)一步擴大鋼絲繩抽油桿適用范圈，摸清適用性和使用依據(jù)，需要建立與常規(guī)抽油桿相類似的性能評價和桿柱設(shè)計規(guī)范，形成比較完善的鋼絲繩抽油桿設(shè)計體系和應(yīng)用技術(shù)體系。

2鋼絲繩技術(shù)指標(biāo)評價
2.1鋼絲繩規(guī)格型號及技術(shù)特性選用35W×7新型抗旋轉(zhuǎn)特種鋼絲繩為原型，設(shè)計了新型高密度長拾距抗旋轉(zhuǎn)特種鋼絲繩抽油桿，現(xiàn)場試驗鋼絲繩抽油桿的技術(shù)特性如下（表1）：
22鋼絲繩載荷與壽命關(guān)系研究開展了抗拉強度實驗和抗疲勞實驗，初步給出現(xiàn)場使用的鋼絲繩疲勞壽命。破斷拉力達(dá)到64KN，滿足現(xiàn)場使用安全范圍。使用壽命達(dá)到8年以上，達(dá)到了常規(guī)抽油桿的使用年限，滿足現(xiàn)場使用要求。
221抗拉強度實驗
鋼絲繩本體抗拉實驗；3一丁6-452井取樣，試驗前新繩取樣抗拉實驗，見圖1，破斷拉力為67.
81KN，井下應(yīng)用兩年后，取樣進(jìn)行抗拉實驗，破裂強度為64.63KN?？估瓘姸葍H下降4.6%，在安全使用范圍內(nèi)。
鋼絲繩接頭抗拉實驗：采取鋁鎂合金套壓合扣接頭，承載拉力分別達(dá)到65kN和67kN后鋼絲繩被拉斷（見圖2），接頭處完好無損，強度符合使用要求。
2.2.2抗疲勞實驗
取新繩進(jìn)行疲勞實驗，模擬現(xiàn)場實際載荷，在11-21脈動載荷下達(dá)到1384.1808萬次（見表2），鋼絲繩外表面未觀察到疲勞失效、斷絲現(xiàn)象，從理論上達(dá)到無限疲勞壽命。按現(xiàn)場使用較大沖次3min1計算，折合使用壽命達(dá)到8.8年，已經(jīng)達(dá)到了常規(guī)抽油桿的使用年限，滿足現(xiàn)場使用要求。
表2疲勞實驗測試報告
試驗設(shè)備MTS疲勞試驗機
軸向疲勞拉仲最大試驗力20士0.5KN軸向疲勞拉伸最小試驗力10±0.5KN試驗頻季15HZ軸向疲勞壽命13841808次累計時間256.33小時

3鋼絲繩抽油桿性能評價指標(biāo)和檢驗標(biāo)準(zhǔn)評價
開展了性能評價水利模擬實驗和鋼絲繩現(xiàn)場檢測評定試驗，給出鋼絲繩抽油桿的性能指標(biāo)參數(shù)和檢驗標(biāo)準(zhǔn)、檢驗手段和判廢條件。
3.1性能評價水利模擬實驗評價采用同種機型和泵型對鋼絲繩抽油桿和916mm抽油桿進(jìn)行對比試驗。
一是鋼絲繩抽油桿泵效高，且泵效隨沖程增加而增加，隨沖次增加而降低，試驗最大泵效達(dá)到160%。
二是存在超沖程現(xiàn)象。且沖次越大，超沖程現(xiàn)象越明顯。根據(jù)泵效反算，在沖程2.5m工況下，最大超沖程可達(dá)到1.5m。
三是能耗對比，柔性桿與916mm抽油桿比較，能耗低至少低38%，系統(tǒng)效率較至少高12個百分
3.2現(xiàn)場應(yīng)用效果對比
3.21泵效對比
與平均日產(chǎn)液相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)液量在10t/d以下的6型抽油機井比較，抽汲參數(shù)低64.0%，泵效高72.2個百分點。
表3三種舉升系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比表
下系最大
育自產(chǎn)發(fā)我面*程*次系徑強數(shù)
深度板待
（t/d）（m）（m）（r/min）（mm）（%）
（m）《KN）
納絲昆抽溝桿5.94122.761.6334.688.696612.0常規(guī)6型排油機升6.35592.15.850.616.494241.9322能耗對比
對鋼絲繩抽油桿與硬桿能耗測試對比，結(jié)果鋼絲繩抽油桿試驗井較g16硬桿井試驗井，能耗低50%，較同等產(chǎn)液級別的6型機比，能耗低75%。
表4系統(tǒng)能耗統(tǒng)計對比表
有動電激百電放育基式居式
P流激面深你合
a動車未羊花未樣花資華資華
0）動率（說
（KW（達(dá)Whlson）導(dǎo)福（%）{%）基五駕益說*油桿或軸并6.4423.05.585.11.201.0525.Jl
5定指2.2，05.56張]1.0時2.0時號.別12.51.%
含送室和站機5.158，02.581.45，34.2875.196.2118.5通過試驗，給出鋼絲繩抽油桿的性能指標(biāo)
一是存在明顯的超沖程現(xiàn)象，常規(guī)932mm抽油泵泵筒長度無法滿足使用要求；建議泵有效沖程長度大于地面最大沖程長度0.6倍以上。
二是能夠增加泵效20個百分點以上，且泵效隨沖程增加而增加，隨沖次增加而降低，適合大沖程，低沖次。
三是能耗指標(biāo)高，與9l6mm抽油桿相比，節(jié)電30%以上，系統(tǒng)效率能夠提高一倍，現(xiàn)場效果更佳。
33鋼絲繩檢測評定
開展了鋼絲絕在線檢測技術(shù)試驗。能夠定量檢測鋼絲繩內(nèi)外部斷絲、磨損、銹蝕、疲勞、壓傷等各類損傷導(dǎo)致的承載金屬有效截面積的損失百分率，并以此正確判定鋼絲繩的剩余承載能力，客觀評估鍋絲繩使用的安全可靠性。
下面列出現(xiàn)場測試的幾種典型鋼絲繩檢測曲線圖（見圖3）。經(jīng)過現(xiàn)場測試結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步了解所測鋼絲繩的損失等級、損傷點、是否再適合繼續(xù)應(yīng)用等具體情況。初步試驗結(jié)果表明，現(xiàn)場試驗除工況控制不當(dāng)造成了鋼絲繩的嚴(yán)重?fù)p壞，僅出現(xiàn)了輕微的腐蝕和磨損等問題。

4鋼絲繩抽油桿的設(shè)計方法及規(guī)范研究
變革結(jié)構(gòu)簡單、強度儲備過高的傳統(tǒng)桿柱設(shè)計思想，建立功能單元復(fù)合桿柱設(shè)計理念，提高抽汲效率。設(shè)計單元復(fù)合桿柱，設(shè)計各司其職的功能單元某成，為較低強度儲備的輕型柔性抽油桿創(chuàng)造良好的、有保證的工作環(huán)境條件。另外影響抽汲效率的主因是輕型桿的靜彈性伸長，發(fā)揮輕型桿的高彈性和抗拉的特點，設(shè)計適宜的運動特性和桿柱配置，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋弥麖椥詻_程增量，抵消靜伸長造成的沖程損失，保證高效舉升。

5幾點認(rèn)識
①鋼絲繩抽油桿性能優(yōu)于常規(guī)抽油桿，通過現(xiàn)場試驗，鋼絲繩抽油桿滿足生產(chǎn)需求；②總結(jié)出鋼絲繩抽油桿使用桿在設(shè)計方法和檢驗標(biāo)準(zhǔn)，可更好的發(fā)揮柔性桿的優(yōu)點；③鋼絲繩柔性抽油桿具有低投資、低能耗、提高泵效、作業(yè)方便等優(yōu)點，具有很好的應(yīng)用前景。