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抽油桿扶正器安裝位置的確定
在直井眼抽油井內,抽油桿向下運行的過程中,受各種力的影響使桿柱出現了中和點。中和點以上的桿柱所受的力為拉應力,以下則是壓應力。 由于壓應力的作用,抽油桿產生彎曲,弓|起桿管偏磨,最終表現為檢泵周期縮短,經濟效益下降。消除抽油桿的彎曲,通常采用加重桿柱底部和安裝扶正器的辦法,而扶正器安裝位置是否合理直接影響其應用效果的優劣。
1.受力分析及中和點確定
1.1 受力分析取中和點以下長度為L的一段抽油桿柱作為研究對象:
其中, G為抽油桿柱本身的重力,Fg為L段抽油桿柱所受的慣性力,Fm為L段所受液體摩擦阻力, Fm為抽油泵與泵筒間的牛千摩擦力,Fr為液體流過游動閥的水力阻力, Fy為油管內液柱作用在柱塞上的液體壓力。
由于G Fg、Fm沿桿柱均勻分布,對桿柱的彎曲影響較小,可以忽略。 因此,引|起抽油桿柱彎曲的主要因素是Pm與Fr式中D 一抽油泵直徑mm;
δ柱塞與襯套副上的半徑間隙,
2.抽油桿扶正器安裝位置與間距
在垂直井眼中,抽油桿可看作是細長桿柱,中和點以下部分在下沖程表現為壓桿穩定問題。
取長為H ,垂直方向為x, 徑向方向為y ,通過求導,建立撓度方程
可以看出,中和點以下部分為正弦彎曲,所以每半個波長抽油桿將回到原來的垂直狀態。 為防止抽油桿發生彎曲,需增加約束,在y= 0處安裝扶正器,減少或避免抽油桿彎曲。
3.實例計算
通過計算,中和點至柱塞的距離H為363m。但在實際應用中取其理論值的1. 1~1.5倍,所以實際上H取399 m,安裝間距1為4.66 m。
第一個扶正器距柱塞4.66 m ,然后每隔4.66m安裝-一個扶正器。由于現場情況與理論有--定差距,為減少抽油桿短接,必須保證前5~8個扶
正器安裝間距為4.66 m ,再向.上扶正器間距可擴大到8 m ,即安裝在抽油桿的兩端。該井前5個扶正器按4.66m間距安裝,其余按8m間距安裝,共安裝52個扶正器。
經現場18井次的應用,不但延長了檢泵周期,而且起出的抽油桿完好,只有扶正器發生了磨損。應用此方法,使桿彎曲弓|起的偏磨得到了圓
滿解決。不同沖程沖次下的扶正器安裝位置及間距。
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