第一章 抽油井杆管偏磨影响因素分析 1
1 井眼轨迹对杆管偏磨的影响 1
1.1 井眼轨迹参数 1
1.2 井斜角大小对偏磨的影响 2
1.3 井斜角变化率对偏磨的影响 3
1.4 全角变化率对偏磨的影响 4
2 抽油杆柱失稳弯曲对杆管偏磨的影响 5
3 井筒工作环境对杆管偏磨的影响 7
3.1 腐蚀的影响 7
3.1.1 腐蚀磨损的原理 7
3.1.2 腐蚀磨损的主要因素 8
3.1.3 腐蚀磨损的主要形式 9
3.2 沉没度的影响 11
3.3 聚合物驱采出液的影响 12
4 其他因素对杆管偏磨的影响 13
4.1 生产参数(冲程、冲次)的影响 13
4.2 封隔器座封的影响 14
4.3 抽油杆和油管接箍部位不规则形状的影响 14
4.4 摩擦副及摩擦介质的影响 14
参考文献 15
第二章 抽油杆管防偏磨技术理论研究 17
1 抽油杆管防偏磨技术理论简介 17
1.1 抽油杆柱API设计标准 17
1.2 国内抽油杆柱力学与防偏磨理论研究摘述 18
1.2.1 赵洪激等人的研究 18
1.2.2 付志远等人的研究 20
1.2.3 张纲等人的研究 22
1.2.4 孙爱军、李士瑞等人的研究 23
1.2.5 丛蕊、董世民的研究 25
1.2.6 朱杰、洪详珍等人的研究 27
1.2.7 孔令泉、李振军的研究 30
2 抽油杆柱中和点的计算方法研究 32
2.1 国内抽油杆柱中和点计算方法简述 33
2.2 中和点修正模型计算方法 35
2.2.1 受力分析 35
2.2.2 模型建立 37
2.2.3 模型修正 38
2.2.4 新旧模型对比 39
3 三维井眼中抽油杆柱力学分析 40
3.1 三维井眼的几何描述 41
3.2 三维井眼中抽油杆柱的形态描述 43
3.3 三维井眼中抽油杆柱受力分析 46
3.3.1 三维井眼中抽油杆柱微元体受力分析 46
3.3.2 三维弯曲井眼中抽油杆柱端面受力分析 47
3.4 描述三维井眼中抽油杆柱动态基本方程 48
3.4.1 抽油杆柱本构方程 48
3.4.2 动量定理和动量矩定理 48
3.4.3 抽油杆柱运动平衡方程 49
3.4.4 三维井眼中抽油杆柱系统动力学微分方程 49
3.4.5 微分方程的数值模型 50
3.5 等效阻力修正系数 51
3.5.1 等效阻力修正系数的概念 51
3.5.2 等效阻力修正系数的确定方法 51
3.5.3 等效阻力修正系数的拟合实例 52
3.6 三维井眼轨迹对抽油杆受力变形的影响 54
参考文献 57
第三章 抽油杆力学参数检测仪 58
1 抽油杆力学参数测量技术的发展 58
2 储存式抽油杆力学参数检测仪的研制 61
2.1 储存式抽油杆力学参数检测仪原理与构成 61
2.2 储存式抽油杆力学参数检测仪设计 61
2.2.1 主要技术指标的确定 61
2.2.2 集成电路板的设计 62
2.2.3 主要元器件的选择 63
2.2.4 负荷传感器结构设计 63
2.2.5 储存式抽油杆力学参数检测仪的检验 71
2.3 储存式抽油杆力学参数检测仪的应用 73
2.3.1 泵筒压力分析——以Z123井为例 73
2.3.2 井下功图分析——以Y21-3井为例 74
2.3.3 功图分析与应用 75
参考文献 77
第四章 防偏磨工艺措施 78
1 常规防偏磨措施 78
1.1 扶正类防偏磨工艺 78
1.1.1 抽油杆滚轮式扶正器 78
1.1.2 抽油杆固定式扶正器 79
1.1.3 卡装式抽油杆扶正器 79
1.1.4 弹力支撑式油井防偏磨扶正杆 80
1.1.5 抽油杆旋转刮蜡扶正器 80
1.1.6 热固塑尼龙扶正抽油杆 81
1.2 抗磨类防偏磨工艺 82
1.2.1 防偏磨副 82
1.2.2 双向保护接箍 82
1.3 加重类防偏磨工艺 83
1.4 转动类防偏磨工艺 83
1.4.1 旋转井口装置 83
1.4.2 旋转抽油杆装置 83
1.5 锚定类防偏磨工艺 83
1.6 防腐垢类防偏磨工艺 84
1.6.1 井口加缓蚀剂技术 84
1.6.2 牺牲阳极防腐技术 84
1.6.3 固体缓蚀器(剂) 84
1.6.4 耐磨防腐内衬油管 84
1.6.5 具有抗腐蚀能力的抽油杆 85
1.7 其他防偏磨工艺 85
2 复杂井眼抽油井防偏磨措施 86
2.1 复杂井眼抽油井防偏磨措施的思路 86
2.2 超高分子量聚乙烯防偏磨材料 87
2.2.1 耐磨损性能 87
2.2.2 自润滑性能 88
2.2.3 吸水率 88
2.2.4 物理、机械性能和热性能 88
2.2.5 耐化学药品性能 89
2.2.6 不黏附性 89
2.2.7 耐低温性等 89
2.3 抽油杆防磨脱接箍 89
2.4 抽油杆万向防偏磨接箍 90
2.5 抽油杆旋转耐磨短接 91
2.6 内衬复合油管 91
2.7 合金耐磨接头 91
2.8 油管防磨垫圈 92
2.9 管式加重杆 92
2.10 传重式加重杆 93
2.11 过泵加重抽油装置 94
2.12 往复式摩擦磨损试验机 94
3 复杂井眼抽油井防偏磨工艺设计规范及工具的施工要求 95
3.1 设计前的准备工作 95
3.2 防偏磨工艺设计规范 95
3.2.1 油井井下力学检测工艺设计 95
3.2.2 等效阻力修正系数的确定 95
3.2.3 偏磨点及中和点的确定 96
3.2.4 加重杆设计 96
3.2.5 防磨内衬油管设计 96
3.2.6 抽油杆防磨脱接箍、旋转耐磨短接和万向防偏磨接箍设计 96
3.3 防偏磨工具的施工要求 96
3.3.1 井下力学检测装置 96
3.3.2 传重式加重杆 97
3.3.3 抽油杆防磨脱接箍与万向防偏磨接箍 97
参考文献 97
第五章 复杂井眼防偏磨工艺现场应用 98
1 井下储存式抽油杆力学参数检测仪的应用 98
1.1 Z133井应用实例 98
1.2 仪器测试数据分析 100
1.3 部分井测试数据分析 104
1.3.1 S20-10井 104
1.3.2 S19-17井 107
2 三维井眼抽油杆柱应力分析及预测软件应用 110
2.1 C54井 110
2.2 Z194井 112
2.3 Z195井 113
2.4 C2-14井 114
2.5 Y25-6井 117
3 复杂井眼抽油井防偏磨技术的应用效果 119
3.1 频繁检泵井防偏磨技术应用 120
3.2 腐蚀结垢井防偏磨技术应用 125
3.3 大斜度井防偏磨技术应用 126
3.4 小套管井防偏磨技术应用 128
4 结束语 128