技术响应说明1、油管性能及技术参数API油管性能规范:2、油管断脱情况分析及治理措施管断集中在40根油管以上,即井身的上部,而且第一根油管断比例较大。
管断集中在前3根,第4-15根损坏井数次之。
φ56、φ70泵管断比例高。
断口的形式主要是丝扣和管体上下接头断裂,主要集中在油管公扣螺纹根部的2-3扣内,是整根油管管体强度最低的应力集中点。
断裂失效以下方面原因:金属疲劳,通过对部分油管断口进行的金相分析,结果表明油管的断裂主要是金属疲劳所致,大量油管服役期过长造成油管老化,而老化油管的剩余寿命是现有技术设备无法检测的。
丝扣强度较低部位产生应力集中点,易造成丝扣断裂。
漏失失效有以下方面原因:(1)丝扣磨擦副间的配合间隙大;(2)丝扣磨擦副间硬度差值不合理,易造成粘扣;(3)频繁施工丝扣磨损过大,特别是油管连接时丝扣同心度偏差过损伤并大加剧丝扣磨损造成漏失;治理油管断的技术措施1、油管锚定、丝扣涂专用密封脂、油管整体打压防断脱漏措施;2、对原井是偏Ⅲ采油树井采用更换偏Ⅲ外加厚油管挂+N80级φ62mm 外加厚油管9.6米,措施井适用范围的规定外加厚油管的技术参数抽油杆1、抽油杆的结构与用途抽油杆是有杆抽油设备的重要部件。
抽油杆通过接箍连接成抽油杆柱,上经光杆连接抽油机,下接抽油泵柱塞,其作用是将地面抽油机驴头悬点的往复运动传递给井下抽油泵。
普通抽油杆如图所示,其杆头结构如图1-2所示。
其杆体是实心圆形断面的钢杆,两端为镦粗的杆头。
杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方径、凸缘和圆弧过渡区组成。
外螺纹接头用来与接箍相连接,扳手方径用来装卸抽油杆接头是卡抽油杆钳用。
1图1-2 抽油杆的杆头结构1-外螺纹接头2-卸荷槽3-推承面台肩4-扳手方径5-凸缘6-圆弧过渡区2、抽油杆的材料及机械性能换算:抽油杆极限抗拉力=抽油杆截面积(cm2)Χ单位抗拉强度(Mpa)Χ10.195(Kgf/ cm2)例如:K级Φ19mm抽油杆极限抗拉力截面积=2.83385 cm2单位抗拉强度=588 Mpa 1 Mpa=10.195 Kgf/ cm2极限抗拉力=2.83385 cm2Χ588 MpaΧ10.195 Kgf/ cm2 ÷1000=16.988 t3、抽油杆接箍接箍是抽油杆组合成杆柱时的连接零件,按其结构特征可分为:普通接箍、异径接箍和特种接箍。
扶正环(一)、卡箍式扶正环1、结构、规格结构:由两个相同的半圆柱体扶正块构成,外侧设有十字纵向筋,内侧槽面设有横向防位移筋,每个扶正块一端的两边沿设有一对称导轨,导轨外端部设有卡口,另一端的两边沿与加强筋结合部位上设有与导轨相匹配的凹槽,凹槽外端部的外侧边沿上设有与卡口相匹配的卡台。
规格:长×外径×内径(mm)ø19 mm抽油杆扶正环-125×58×19ø22 mm抽油杆扶正环-125×58×22ø25mm抽油杆扶正环-125×71×252、抽油杆扶正环安装要求1)抽油杆安装部位必须刺洗干净。
2)扶正环必须安装在抽油杆接箍以下20-25cm范围内,因为扶正环安装要避开打吊卡的位置,但如果离接箍太远,防偏磨效果不好。
3)扶正环不能安装在下接头,如果安装在下接头上,由于下冲程时摩擦力向上,扶正环很容易窜动,失去保护接箍的作用。
4)冬季安装要求现用50℃的温热水浸泡5-10分钟后,安装较容易且可减少损毁数量。
(二)、卡箍式可旋转扶正环由两个相同的半圆柱体扶正块构成,外侧设有4条螺旋支筋,内侧槽面设有横向防位移筋,每个扶正块一端的两边沿设有一对称导轨,导轨外端部设有卡口,另一端的两边沿与加强筋结合部位上设有与导轨相匹配的凹槽,凹槽外端部的外侧边沿上设有与卡口相匹配的卡台。
扶正环内径大于抽油杆直径,螺旋支筋在油流的冲击下可旋转。
与限位抽油杆配合使用可选转扶正器安装在抽油杆扳手方凸缘与新锻造出的凸缘之间,可选转扶正器安装方法与普通卡箍式扶正器相同。
下杆时到井口要求必须人工扶正或采用专用扶正装置扶正,不让扶正器与井口挂碰产生损伤。
限位抽油杆是在距抽油杆上接头255 mm处锻造出一个凸缘,锻造凸缘采用圆弧过度,减弱了应力集中的问题。
强制限定扶正环的窜动区间。
(三)、刮蜡、防偏磨双作用扶正环1、使用双作用扶正环的意义1)挡环采用卡式结构固定在杆上不伤害杆体整个受力均匀,避免了原刮蜡环挡环安装伤杆体降低抽油杆强度的问题。
2)每个部分有2道螺旋支筋,起到刮蜡和扶正作用,强化了耐磨性能,具有治理管杆偏磨的功能。
3)简化安装工艺,即可在专业场所安装又可在施工现场安装或更换,解决了斜杆刮蜡环脱、碎后必须更换斜杆的问题。
4)挡环具有限位作用。
2、结构及工作原理刮蜡杆由双作用扶正环和上、下档环组成,扶正环有4道螺旋支筋,支筋的螺旋夹角为5度,保证油流冲击螺旋面时可产生足够的旋转力,使扶正环在上下冲程时产生旋转运动。
扶正环内径大于抽油杆外径1.5mm ,外径比油管内径小4-8mm ,扶正环在整个结蜡井段上安装,行程要小于1/2冲程长度,抽油杆带动扶正环做上下移动和转动,从而达到不断清除抽油杆和油管上的结蜡目的。
3、主要技术参数挡环参数4、使用要求规格内径(mm )支筋外径(mm )长度(mm )螺旋角度(℃)∮22∮23.5∮58855∮25∮26.5∮68855规格内径(mm )支筋外径(mm )长度(mm )∮22∮21.8∮5280∮25∮24.8∮5980对于安装双环和三环的抽油杆,每一个双作用环上下都应有挡环限位,最上和最下端的挡环安装在距抽油杆接箍20-25cm的位置,其余的挡环均匀安装在这两个挡环之间。
每两个挡环之间安装一个双作用扶正环。
(如图箭头所示位置为挡环安装位置)装双环杆示意图三环杆示意图(四)、金属限位箍8米8米规格(mm)内径(mm)最大外形尺寸(mm)接箍最大外形尺寸(mm)连接销轴尺寸(mm)紧固螺栓Φ19Φ19.540.5416M6Φ22Φ22.545466M6Φ25Φ25.550566M8金属限位箍的特点材料具有一定的弹性和延展性,硬度低于抽油杆,紧固时可发生弹性变形;预留4mm的间隙,保证在螺栓的锁紧力不受抽油杆公差的影响;操作人员使用内六方扳手上紧螺栓的扭距采用扭力扳手测试为6-8N.M,在此情况下金属限位箍的锁紧力达到800-1000Kgf,超过对卡式扶正器锁紧力600-800Kgf。
金属限位箍一端采用销轴连接铆死,另一端螺栓锁紧后采用两点铆冲防松紧固;应力集中部位采用安全拉筋设计整体强度高。
连接件的强度指标紧固螺栓——抗拉强度极限为610MPa,在上扣扭距为6-8N.M时所受的最大拉应力为212 MPa(螺栓直径6mm,预紧力6KN),安全系数达到2.9。
销轴——剪切强度极限为441 MPa,工作时所受的最大剪切应力为123.6 MPa,安全系数达到3.6 。
封隔器一、封隔器的分类编号原则执行油气田封隔器分类及型号编制方法 SY/T 5105-1997。
型号编制方法:分类代号固定方式代号坐封方式代号解封方式代号刚体外径代号性能代号设计单位代号工作温度/压力分类代号:设计单位代号采用代表设计单位的头两个汉语拼音字母,设计单位为采油厂采用大写字母C开头,阿拉伯数字代表采油厂。
工作温度及压力温度单位为℃,压力单位为MPa应用举例Y341-114-X-C4-90/15型封隔器,表示该封隔器为压缩式,悬挂固定,液压坐封,提放管柱解封,注水井用可洗井封隔器,设计单位为采油四厂,工作温度为90℃,工作压力为15Mpa。
Y341-114-D-CY-90/15型封隔器,表示该封隔器为压缩式,悬挂固定,液压坐封,提放管柱解封,油井用堵水封隔器,设计单位为采油工艺研究所,工作温度为90℃,工作压力为15Mpa.。
二、封隔器的基本结构和基本原理封隔器主要由坐封机构、锁定机构、解封机构、胶筒和联结件组成。
封隔器是在井筒中把不同油层、水层分隔开并能承受一定压力差的井下工具。
这种工具满足采油工艺要求,既能下到井筒预定位置,封隔得严密,又能在井下具有耐久性,需要时可顺利起出地面,而且还能多级联用。
每一种封隔器都能在给定的方法和载荷作用下动作,使封隔件始终处于工作状态,这种操作叫封隔器的坐封。
需要起出封隔器时,按给定的方法和载荷解除封隔件的工作状态,叫解封。
封隔器在井下预定位置座封后是否起到封隔作用,验证其密封性能的操作叫验封。
三、五种封隔器具体结构原理和操作规程及案例分析一)Y344-114-D-CY-90/15 (752-2)封隔器1、性能、用途Y344-114-D-CY-90/15 (752-2)封隔器是由采油工艺研究所研制的一种堵水封隔器,油管正打压15Mpa释放,油管正打压18-20Mpa解封。
承压能力15Mpa,工作温度90℃。
主要用于机械堵水。
主要技术参数见表1表12、封隔器特点无支撑,利用液压坐封和解封的液压式封隔器。
3、结构组成如图1所示主要由坐封机构、锁定机构、解封机构、胶筒和联结件组成。
图14、工作原理坐封:从油管内加液压,一方面液压从中心管的孔眼作用在承压接头上,承压接头的内外在压差的作用下,剪钉被剪断,推动活塞套、承压接头和承压套上行压缩胶筒,使胶筒直径变大,封隔油、套管环形空间;另方面液压经中心管的孔眼又作用在活塞上,但坐封压力不能使解封拉钉被拉断,活塞固定不动。
防掉油管压力,由于活塞被卡簧卡住,活塞套、承压接头和承压套则在胶筒的弹力作用下不能退回。
胶筒5就始终处于封隔油、套环形空间状态。
解封:油管加液压。
一方面液压经中心管的孔眼作用在承压接头上,推动活塞套、承压接头和承压套上行,直到承压接头的内台阶与中心管的外台阶接触;方面液压经中心管的孔眼作用在活塞上,解封拉钉被剪断,但活塞的承压面大于承压接头的承压面,所以活塞就在液压和胶筒的弹力作用下带着活塞套、承压接头、承压套下行,胶筒就收回解封。
5、使用和操作注意事项1)管柱无渗漏2)释放压力缓慢升高至15Mpa,稳压10-30min,最好是卸压后再打压一次。
3)解封封隔器时应先将堵塞器投入配水器堵死,不适合于丢手管柱。
二)K344-110-CY-90/15 (475-8)封隔器1、性能、用途K344-110-CY-90/15 (475-8)封隔器是由采油工艺研究所研制的一种分层注水封隔器,油管正打压0.5-1.5Mpa释放,油管卸压解封。
承压能力12Mpa,工作温度50℃。
主要用于分层注水,分层压裂、酸化,验窜等工艺。
主要技术参数见表2表2最大外径,mm110最小内径,mm62总长,mm500油管内外压差,Mpa0.5-1.5工作压差,Mpa12工作面长度,mm240工作温度,℃502、封隔器特点扩张式封隔器必须与节流器配套使用,其优点是结构简单,不能单独坐封封隔器;缺点是必须在油管内外造成一定压差才能正常工作。