[發明專利]接箍扶正器優化實驗方法

無效

• 申請號: 201010162053.5
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101832110A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 劉曰武;于俊波;高永蓮;于永波;楊春宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B17/02
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明涉及采油氣工程技術領域，尤其是一種接箍扶正器優化實驗方法。

背景技術

我國各大油田生產井的約80％使用抽油機采油技術，我國煤層氣井的排采絕大多數采用了抽油機排水降壓開采的生產方式。在這種工作條件下，偏磨造成油井檢泵作業的工作量約占全年抽油機井檢泵作業工作量總和的50％，因此研究扶正器減少偏磨對生產造成的損失有積極的意義。

國內外對接箍扶正器的研究已經有悠久的歷史，然而對于接箍扶正器的優化方法研究甚少，而一個接箍扶正器上所設置扶正塊的數量、扶正塊上導流槽的寬度、周向分布的導流槽的數量、導流槽的深度、導流槽的旋流角等結構參數直接關系到扶正器的工作效果，扶正塊的材質則關系到扶正器的使用壽命。一個設計合理的扶正器既能夠可靠扶正，又能使增加的負荷盡可能小，而一個設計不合理的扶正器則雖然能夠對抽油桿進行扶正，但也給抽油桿額外增加較大的負荷，并且使用壽命很短，增加設備的維護成本。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種方法簡單、操作容易的接箍扶正器優化實驗方法。

為實現上述目的，本發明接箍扶正器優化實驗方法具體為：將接箍扶正器桿串裝入裝有油液或水或油液替代液的模擬油管中，模擬抽油桿作業使接箍扶正器桿串在模擬油管內沿其軸向往復運動，與此同時，利用拉壓傳感器對驅動該接箍扶正器桿串往復運動的力進行采集；通過將所采集的分別具有不同結構參數的接箍扶正器桿串的驅動力進行比較，篩選出最優的接箍扶正器結構參數，實現接箍扶正器的優化設計。

進一步，所述接箍扶正器桿串包括一個或若干個扶正器，若干個扶正器之間通過短桿相連。

進一步，所述接箍扶正器桿串上端連接有抽油桿模擬拉桿，并通過該拉桿放入所述模擬油管中，所述接箍扶正器桿串下端還連接有模擬下端負荷的配重塊，所述拉壓傳感器設置在所述拉桿上。

進一步，所述接箍扶正器的結構優化參數包括：接箍扶正器的長度，接箍扶正器的安裝方式，接箍扶正器上導流槽的數量，導流槽的寬度、深度，導流槽的旋流角。

進一步，所述拉壓傳感器采集的信號經由放大器、A/D轉換器后傳輸計算機，并由計算機繪出相應的負荷曲線。

進一步，對所述接箍扶正器的優化還包括對其所用材質的優化。

本發明方法簡單，可有效的模擬接箍扶正器的實際工況，實現對接箍扶正器性能的快速評估，實現接箍扶正器的優化設計。

具體實施方式

本發明接箍扶正器試驗優化方法，可借助接箍扶正器優化試驗機來完成，試驗機中，可包括試驗臺，實驗臺的平臺上安裝有電機座，電機座上安裝有直線電機，試驗臺的下方安裝有套管，在套管內設置有模擬油管，模擬油管內設置有接箍扶正器桿串，接箍扶正器桿串包括一個或若干個扶正器，若干個扶正器之間通過短桿相連。接箍扶正器桿串上端連接有抽油桿模擬拉桿，并通過該拉桿放入模擬油管中，接箍扶正器下端還連接有模擬下端負荷的配重塊，拉桿上還設置有拉壓傳感器，拉桿與直線電機相連，直線電機拉動拉桿往復運動，以模擬扶正器的工況。

為了模擬抽油過程中的井下工作環境，模擬油管中裝有油液或水或油液替代液，也可根據需求在間隙中填充油、氣、水、砂混合物，根據試驗需求，還可將水、液態混合物等加熱到設定的溫度，以模擬井下的油氣狀態。

直線電機拉動拉桿往復運動時，模擬抽油桿作業使接箍扶正器桿串在模擬油管內沿油管軸向往復運動，與此同時，利用拉壓傳感器對驅動該接箍扶正器桿串往復運動的力進行采集；通過將所采集的分別具有不同結構參數的接箍扶正器的驅動力進行比較，篩選出最優的接箍扶正器結構參數，實現接箍扶正器的優化設計。

接箍扶正器的結構優化參數包括：接箍扶正器的長度，接箍扶正器的安裝方式，接箍扶正器上導流槽的數量，導流槽的寬度、深度，導流槽的旋流角，接箍扶正器所用的材質。

傳感器的輸出信號經由信號放大器、A/D轉換器后傳輸到計算機進行處理，以得出各種參數下拉壓力分布圖，并由計算機繪出相應的負荷曲線，以優化得出在不同工況下，所需要的性能優良的扶正器。

在試驗過程中，傳感器實時檢測拉桿所受的拉壓力，并將其記錄、儲存，以形成在使用不同類型的扶正器下的拉壓力數據庫，后續數據處理可采用正交試驗方法，從而方便后續的數據對比、優化，利于扶正器性能的優化提高。

本發明接箍扶正器試驗優化方法具有簡單、實用等有點，可快速的對各種扶正器進行評估，以優化得出不同油井所適用的扶正器種類，進而提高了油管等使用壽命、提高油井采油作業的安全性。