高书香 耿小丕 范志东 韩彦龙 李冰冰 赵海贤

(承德石油高等专科学校,河北 承德067000)

抽油机井是当前陆地油田上最主要的开采方式之一,但同时斜井、定向井等也是常见的井筒结构形式。当利用抽油机开采定向井、斜井等井筒内的流体时,由于井眼倾斜和弯曲导致杆管之间存在较大的接触压力,从而导致抽油杆和油管之间发生摩擦损害,通常称为杆管偏磨[1]。这种偏磨会导致抽油杆柱断脱、油管漏失、作业频次增加等等。为了减少甚至消除偏磨,人们研发设计了诸多设备与方法,但都没有解决根本问题。本文利用TRIZ 原理进行求解分析,力图找到解决问题的最优方案。

1 问题的背景

抽油机井开采系统是由抽油机(在地面上)、井口装置(在地面上)、抽油泵(在井底)、抽油杆柱和油管柱(分别由多根抽油杆、油管连接而成,在井筒中)组成。

抽油泵是一种活塞泵,依靠活塞的往复运动抽汲流体；抽油杆柱的功能就是传递抽油机驴头的动力给井下抽油泵的活塞；油管的作用是把抽油泵抽汲的流体导流到井口；井口的功能有密封、导流、测压等。由于诸多原因的存在,导致抽油杆柱在上下往复运动过程中发生摆动和弯曲,从而引起抽油杆和油管之间的磨损,如图1 所示。

图1 杆管偏磨示意图

为了防止抽油杆和油管之间发生摩擦损坏,通常在抽油杆上安设数量不等的扶正器。为更好地防止偏磨,还使用内衬油管、旋转井口等其它措施,但现场使用效果并不理想。……