承德石油高等专科学校学报2012年第14卷第4期

承德石油高等专科学校学报2012年第14卷第4期表2防偏磨措施分类对比表类别工具分类优点缺点牺牲中间介质各类非滚动式扶正器应用方便，价格相对便宜，适用于偏磨较轻的油井。增加悬点载荷和油流阻力，在偏磨严重井上防偏磨效果有限。提高材质强度耐磨接箍材质较硬，耐磨。不适用普通油管，容易把油管磨坏，必须同时提高油管的耐磨度。渗氮油管油管耐磨性能提高。普通油管渗氮处理易脆性断裂，厚壁油管成本高，不易推广。旋转均匀磨损抽油杆旋转防偏磨装置利用负荷差即可推动抽油杆旋转，不需要外加动力，抽油杆可实现均匀磨损。在负荷差变化不大的油井上应用，旋转比较困难。油管旋转防偏磨器旋转油管，可使油管内壁均匀磨损。依靠人力定期转动，操作不便。转换摩擦方式滚珠式扶正器、滚轮式扶正器由滑动摩擦变为滚动摩擦，使杆管间摩擦力减少。结构较复杂，滚珠、滚轮易脱落造成卡井，结蜡严重井适应性差。调整生产参数降低冲次成本低廉，可降低能耗和磨损频次。影响油井产量，供液能力较强的井不适用。转换举升方式无杆泵采油取消抽油杆，可彻底解决偏磨问题。施工工艺复杂，措施费用高。3超高分子内衬油管防偏磨技术研究3．1技术原理通过对杆管偏磨原因的分析及防偏磨技术现状优缺点的认识，确定新的防偏磨技术思路是:一提一降，“提”即提高防腐材料的耐磨性，“降”即降低杆管间的摩擦系数。在普通油管内衬入超高分子聚乙烯管，该内衬油管具有摩擦系数低、耐磨性能好的特点，使杆管钢与钢之间的摩擦转换为钢与耐磨性能更好的内衬材料之间的摩擦，减少了抽油杆的磨损，保护了油管，从而达到防偏磨的目的。3．2超高分子内衬油管的加工工艺由生产线生产出聚乙烯管，其外径比普通油管内径大7．0mm，利用缩径机通过挤压方法对聚乙烯管进行缩径，再用牵引机将聚乙烯管牵入油管内，利用其良好的形变恢复功能使得两者紧密结合。3．3超高分子内衬油管物理性能测试3．3．1耐磨性能测试采用砂浆磨损法进行耐磨性能测试，试验砂浆水和砂体积比为2∶3，试件的转速900r/min，运转时间7h。从测试结果可以看出，超高分子聚乙烯的耐磨性约是木材的45倍，黄铜的27倍，碳钢的7倍，一般工程塑料的4～10倍。超高分子聚乙烯与其它材料相比，具有耐磨性能好的特点。3．3．2摩擦性能测试通过摩擦性能测试，超高分子聚乙烯的摩擦系数为0．07～0．11(表3)，低于冰与冰之间的摩擦，可以有效降低杆管间的摩擦力，同时其光滑的表面能够降低油管内液体的流动阻力，而且蜡分子不易吸附在油管壁上。·24·ISSN1008-9446CN13-1265/TE潘智勇:超高分子内衬油管技术研究与应用1．2全角变化造成的偏磨在全角变化率较大的位置，由于“狗腿度”产生的曲率和挠率增大，抽油杆柱受到的支反力也随之增大，增大了管杆间的偏磨程度，抽油杆在狗腿处所受的支反力如图2所示。1．3杆柱受压造成的偏磨下冲程时，抽油杆柱下部受到的阻力被一定长度的杆柱重量抵消，抽油杆柱上出现一个中和点，中和点以上的杆柱重量由悬点承受，受拉力作用，不会产生挠曲;中和点以下的杆柱受压，当压力增大到一定程度时，抽油杆将在油管内产生弯曲甚至挠曲。1．4偏磨原因分析茨榆坨采油厂每年总开井数550口，检泵作业345井次，其中偏磨井186井次，偏磨原因分类见表1。在186口偏磨井中，由于单纯井斜原因导致管杆偏磨有82口，占44．1%，与井斜有关的原因导致偏磨的井有105口(包括全角变化23口和纯井斜82口)，占56．5%。因此，井斜是导致偏磨的主要原因。表1偏磨原因分类表偏磨原因井数/口检泵周期/d占比/%对应措施生产动态变化沉没度不合理34含水明显变化25油井结蜡严重8生产过程出砂1419843．5重新优化设计加强清防蜡实施防排砂井斜相关全角变化全角变化2319712．4纯井斜8215844．1应用防偏磨技术2防偏磨工艺现状目前，各油田采取的防偏磨工艺主要有牺牲中间介质、提高材质强度、旋转均匀磨损、转换磨擦方式、调整生产参数和转换举升方式等六类，各种工艺的优缺点见表2。·14·潘智勇:超高分子内衬油管技术研究与应用表3工程材料摩擦系数对比表材料与钢板摩擦测试超高分子聚乙烯聚四氟乙烯PA66ABSPC石墨与石墨玻璃与玻璃钢与钢玻璃与金属冰与冰摩擦系数0．07～0．110．04～0．10．370．380．360．10．9～10．580．5～0．70．05～0．153．3．3耐冲击性能测试通过耐冲击试验证明，超高分子聚乙烯管具有较好的耐冲击性，在油管运输过程中不易损坏，不影响作业施工。3．3．4热膨胀性能测试由于超高分子聚乙烯内衬材料和钢材热膨胀系数不同，将内衬管分别置于80℃和60℃水浴中观察。浸泡2h以后，内衬管的膨出量就已基本稳定，分别膨出2．5mm和1．6mm，因此，只要在加工过程中消除掉膨出量，即可满足生产需要。3．3．5热形变测试通过负荷变形温度和维卡温度的测试，超高分子材料的热形变温度分别为102．3℃和134．8℃，都大于100℃，能够适应常规油井井底温度。3．3．6热传导性能测试超高分子聚乙烯内衬材料的导热系数小于0．5W/(m·K)，是钢材导热系数80W/(m·K)的1/160，所以超高分子材料具有良好的保温性能。通过以上实验证明，超高分子聚乙烯具有良好的耐摩擦性能、耐冲击性能和保温性能，作为衬管下入井内，完全能够适应井下恶劣的生产条件，表现在以下几方面:1)耐磨性好，能够替代抽油杆扶正器，起到防偏磨的目的，明显延长油井检泵周期;2)管壁表面光滑，摩擦系数低，在防偏磨基础上又能起到防蜡和降低悬点载荷的作用;3)超高分子材料可以延长油管使用寿命，降低油田生产成本。4现场应用及效果评价4．1减缓磨损，延长检泵周期该技术自2009年至2011年底在辽河油田茨榆坨采油厂得到应用。在应用防偏磨内衬油管的47口油井中，油井偏磨都很严重，应用时全井去掉扶正器，除10口井因泵漏等原因检泵外，目前均生产正常，没有因偏磨而检泵，达到了油井防偏磨的目的。统计至2011年底，检泵周期由措施前平均167d阶段延长至491d，其中44口井超过了原检泵周期(另3口井实施时间短，未对比)，第一口实验井检泵周期由措施前的134d延长至825d。4．2缓解结蜡，延长油井热洗周期现场在可对比的13口油井上进行了防蜡防偏磨结合应用的试验，在结蜡井段应用内衬油管的同时，抽油杆采用防蜡涂层抽油杆，热洗周期由措施前的平均35d延长至210d，期间未发生卡井现象，防蜡效果明显。其中牛74－18－17井2009年4月应用该技术后，热洗周期由措施前的45d延长至690d，该井2011年8月因泵漏作业，提出的抽油杆和内衬油管既无偏磨也无结蜡现象。4．3降低负荷，改善抽油机工作状况由于取消了扶正器的应用，且管壁光滑，降低了抽油机负荷，统计可对比的15口井，最大载荷平均降低6．5kN。牛74－14－14井在泵深及抽吸参数不变的情况下，抽油机上行最大电流由措施前的64A下降到措施后的57A;测试最大载荷由措施前的98kN下降到措施后的88kN。(下转第48页)·34·承德石油高等专科学校学报2012年第14卷第4期后可以大大改善了调节精度和调节品质，提高调节系统的自动化水平，并为以后的自动发电控制AGC和机炉协调控制CCS打下了良好的基础。参考文献:［1］谢冬梅．火力发电厂汽轮机数字电液调节系统的设计［M］．北京:中国电力出版社，2008．［2］上海新华控制技术有限公司．电站汽轮机数字式电液控制系统—DEH［M］．北京:中国电力出版社，2005．［3］文贤馗．火电厂汽轮机控制系统改造［M］．北京:中国电力出版社，2004．［4］绕纪杭，李子连．汽轮机控制系统(DEH)应用情况调查报告［J］，中国电力，2000(1):26－27．［5］赵常兴．汽轮机技术手册［M］．北京:中国电力出版社，2007．(上接第43页)4．4油井间接增油和降低成本效果明显由于减少了作业井次，提高了生产效率，实现了油井间接增油和降低了生产成本。措施井平均单井日产油1．9t，每次作业及排液时间5d左右，按此计算，减少作业155井次，间接增油1472．5t，减少因偏磨更换管杆156509m，减少扶正器5217套。5结论1)超高分子内衬油管防偏磨效果明显，有效期长，在无需安装抽油杆扶正器的情况下，即可明显延长油井检泵周期。2)超高分子内衬油管具有良好的耐磨性、光滑性和保温性，在防偏磨的同时，还能有效地延长热洗周期，可以实现用一种技术手段解决防磨与防蜡两个生产难题。3)对部分已磨损的油管采取超高分子聚乙烯管内衬后，可提高原有油管的抗内压能力，实现这部分管材的周转再利用，可以节约生产成本。参考文献:［1］刘柯娣，王建国．抽油机井综合防偏磨技术研究与应用［J］．油气井测试，2010，19(1):63－65．［2］于书喜．旋转防偏磨抽油杆接箍的研究设计［J］．石油天然气学报，2010，32(2):382－384．［3］孙双，白晶．长塞环封抽油泵防偏磨旋流扶正器设计［J］．石油矿场机械，2010，39(3):53－55．［4］张华光，马强，张丽娟．黄沙坨油田井下防污染增效技术研究与应用［J］．低渗透油气田，2009，(3):121－124．［5］马强，靳军．浅析修井作业做好一次井控的方法［J］．北京石油管理干部学院学报，2012，19(3):43－45．友好往来化学工程系与到访的山东东营职业学院交流工作11月28日，国家骨干重点建设院校，山东东营职业学院一行人来到化学工程系，与系领导、老师就实训、实验室建设，课程建设及资源库建设等进行了充分交流，并参观了部分实验、实训室。社科与数理部接待廊坊燕京职业技术学院来访11月29日，廊坊燕京职业技术学院基础教学部一行2人到访我校社科与数理部，双方就高职数学课程建设、数学建模工作、思政课程建设等问题进行了广泛交流。·84·