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《高沖次導致套管破損分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、高沖次導致套管破損分析在有桿泵抽油井，活塞上行程時自由懸掛油管下部彎曲，并存在應力中和點。油管蠕動原因是接泵管子內(nèi)部壓力對管產(chǎn)生彎曲效應，油管內(nèi)壓力值是柱塞兩端壓差乘以柱塞而積。上沖程時，作用在汕管上的液柱載荷逐漸加在柱塞上，汕管卸載。在沖次人的時候，與泵筒聯(lián)接的汕管柱下部受到一個向上的虛擬力（柱狀載荷）作用而發(fā)生螺旋彎Illi變形，此時抽汕桿柱因受到較大的張力而棊本保持直線狀態(tài)，這樣就使桿為螺旋彎曲的管每隔一定距離就相互接觸而磨損，并使油管在橫向上冇個擺動。造成與套管碰觸摩擦。沖次越大，擺幅越大。汕管與套管間的摩擦越嚴重。汕管自由懸掛產(chǎn)生汕管、套管、抽汕桿之間的多
2、重磨損，縮短其使用壽命在汕管自由懸掛的抽油井中，隨著作用在油管上的液柱載荷和振動載荷的交替變化，油管除產(chǎn)生縱向仲縮外，整個管冷還會發(fā)生橫向擺動，受井眼軌跡的限制，伸縮和擺動的結(jié)果直接導致油管和套管之間的磨。最易受磨損的部位是油管接箍，油管和套管內(nèi)壁受到同樣的磨損。同時，在油管內(nèi)部，抽汕桿與汕管內(nèi)壁也產(chǎn)生磨損。更為嚴重的是，在油管自由懸掛的油井中，常常發(fā)生油管扭曲現(xiàn)象。對有桿泵抽油系統(tǒng),在柱塞的上行程，柱塞下部的泵筒形成相對真空，在液柱沉沒壓力下，油流經(jīng)固定凡爾流向泵筒，筒內(nèi)壓力低于管外壓力。而在柱塞上部，密封嚴密的柱塞以強力抽汲液體，使管內(nèi)壓力乂遠遠高于管外壓力。柱
3、塞上下這種周而復始的壓差作用，不斷地使油管壁產(chǎn)生微弱的鼓脹和凹縮。雖然油管處于口重卜?的拉伸狀態(tài)，但泵到中和點Z間的油管由于管內(nèi)外壓差、溫升等綜合因素導致的彎曲效應，仍避免不了汕管扭1111現(xiàn)象的發(fā)生。。肓到柱塞的下行程，游動凡爾打開，使管內(nèi)壓力得到平衡，iililli的汕管才在H重和液林載荷卞，拉直。在汕管扭
4、11
5、的油井中，抽油桿柱就彖從麻花狀的油管中反復抽拉-?樣，加劇抽油桿在油管中的磨損和油管在套管中的磨損；同時，加大了抽油桿的拉伸應力，增大了光桿的負荷；加大了變速箱的輸出扭矩；增加了動力消耗。汕管扭illi是-?種不易被覺察和引起重視的微觀現(xiàn)象，但由于載荷
6、交變頻繁，長時間人量微觀危害的積累卻會縮短管材的使用壽命，肯至發(fā)生斷、脫、漏失現(xiàn)象，直接危及有桿泵抽汕。通過統(tǒng)計近兩年來胡狀油［□高沖次抽油井油管外偏磨情況（見表1）,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的3口因沖次過大，油管接箍磨套管內(nèi)壁，導致套管破損的油井情況。H105-17：2010年2月、2011年4月兩次作業(yè)均未發(fā)現(xiàn)汕管外偏磨的情況；沖次較低4.5次/min,2013年8月作業(yè)發(fā)現(xiàn)泵上笫28根接篩磨去3mm厚度;第27根管公扣以上磨出10cm氏的槽；比較3次作業(yè)前工作制度，泵徑、沖程泵深未變的情況下，沖次調(diào)大后，生產(chǎn)了833天，導致套管破損。H40J井:2010年11月、2012年1
7、2月前后兩次作業(yè),前一次作業(yè)未發(fā)現(xiàn)油管外偏磨的情況，主要原因是免修期短，沖次并不低但潛在的隱患并未發(fā)現(xiàn)。后一?次作業(yè)發(fā)現(xiàn)起出汕管泵上第3（）根管接箍偏磨，，是因為沖次再次加人，導致汕管磨穿套管。油管自由懸掛危害甚大，要減少和消除由此帶來的危害,。治理套竹與油管Z間偏像，防偏磨配套原則最簡便易行的是降低沖次，降低汕管蠕動幅度，從而達到減少套管濟損機率。通常選用尼龍接箍式油管扶正，來避免套管磨損。本著“確保井下安全和強度、最大限度地減少套管懶損”的設計原則。其次，可以對汕管進行錨定。另處還可以加長尾管，降低泵上汕管中和點，降低汕管蠕動。通過計算汕管屮和點位置,適當加長尾
8、管長度。油管中和點位置（彎曲長度）少尾管長度、活塞兩端壓差（動液面）大小、泵徑大小關(guān)系為H=Hl*F*Y（10Wa）.下而分析尾管偏輕導致的油管蠕動辭套管井例：H5-C39.該井2011年11月酸化酸化38mm泵升級至44的防砂泵,泵深由1798I：提至1580,尾管采用60.3mm管100m,尾管外偏磨發(fā)現(xiàn)于2013年1刀檢泵(免修期444天)。泵上少22mm桿20根接箍偏懶，尾管冇不同程度的外偏磨(井段1583-1688),原工作制度：產(chǎn)狀：。不同狀態(tài)下管柱加重及蠕動量計算:一、泵深一定吋，允許尾管重計算：已知：P—筒內(nèi)壓力,MP;P—井液密度,kg/m3,可取
9、108;H一下泵深度，m；Pc—井口背壓，MPa,—般可取Pc二2MPa;則筒內(nèi)P二9?8x10_8pH+2(1.1)叭WJ5^B2P2+4(C<7]^x^P2)-BP(20)2.?a-K2p.■匸劉+J(10)Q?/F.(11)F=(z/4)CdfJ+D2)1(12)再由式(20)求得。。。最后由式(11)、(4.1)求得此下泵深度相應允許加尾管重量。<2)泵筲組自姦W2=0.024666(D4-&)L(3)式中，W,泵筒組自重，kg；&泵簡壁厚，mm(在API規(guī)范中，泵簡幣厚&=6.35mm)jL泵筒計算長度，m(為計箕方便，一般取L=山于泵筒組自重占軸向栽
