CN101832112B - 接箍扶正器优化实验设备 - Google Patents

接箍扶正器优化实验设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101832112B
CN101832112B CN2010101620662A CN201010162066A CN101832112B CN 101832112 B CN101832112 B CN 101832112B CN 2010101620662 A CN2010101620662 A CN 2010101620662A CN 201010162066 A CN201010162066 A CN 201010162066A CN 101832112 B CN101832112 B CN 101832112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
centralizer
coupling
coupling centralizer
oil pipe
sucker rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010101620662A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101832112A (zh
Inventor
刘曰武
于俊波
高永莲
于永波
杨春宇
张传绪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN2010101620662A priority Critical patent/CN101832112B/zh
Publication of CN101832112A publication Critical patent/CN101832112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101832112B publication Critical patent/CN101832112B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种接箍扶正器优化实验设备，包括地面设备模拟工作台和设置在其下方的油井模拟套筒，地面设备模拟工作台上设置有直线电机，套筒内设置有模拟油管，油管内灌注有水或油液或油液替代液，直线电机输出螺杆上连接有用于模拟抽油杆的抽油杆，抽油杆与螺杆之间设置有拉压传感器，抽油杆伸入油管中，其下端连接接箍扶正器杆串；直线电机用于驱动接箍扶正器杆串在油管内沿油管轴线往复运动，拉压传感器则用于采集扶正器往复运动时产生的拉压力信号，最终根据所采集的一系列分别具有结构型式的接箍扶正器的拉压力信号分析结果。本发明结构简单、工作可靠，可有效的模拟采油时，扶正器的工作状况，可快速的对各种扶正器进行评估。

Description

接箍扶正器优化实验设备
技术领域
本发明涉及采油气工程技术领域，尤其是一种接箍扶正器优化实验设备。
背景技术
我国各大油田生产井的约80％使用抽油机采油技术，我国煤层气井的排采绝大多数采用了抽油机排水降压开采的生产方式。在这种工作条件下，由于抽油杆本身的弹性、井斜等因素的影响，造成抽油杆与管壁的摩擦，即偏磨，这种偏磨造成油井检泵作业的工作量约占全年抽油机井检泵作业工作量总和的50％，因此研究扶正器减少偏磨对生产造成的损失有积极的意义。围内外对扶正器的研究已经有悠久的历史，然而却没有建立任何的扶正器的效果优化实验设备，而扶正器设计的是否合理，直接关系到能否有效发挥其功能，是否能够长期正常工作。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作容易、能够模拟现场采油实际工况的接箍扶正器优化实验设备。
为实现上述目的，本发明接箍扶正器优化实验设备，包括地面设备模拟工作台、下部支撑架和井筒模拟装置，地面设备模拟工作台上设置有驱动装置，井筒模拟装置固定设置在下部支撑架上，井筒模拟装置包括套筒和设置在其内的油管，套筒和油管中均充满有水或油液或油液替代液，驱动装置输出螺杆上连接有抽油杆，抽油杆与螺杆之间设置有拉压传感器，抽油杆伸入油管中，其下端连接接箍扶正器杆串；其中，驱动装置用于驱动接箍扶正器杆串在油管内沿其轴线往复运动，以模拟抽油杆的实际工作冲程和冲次，拉压传感器则用于采集扶正器往复运动时产生的拉压力信号，该信号经放大器、A/D转换器传输到计算机进行分析，并最终根据所采集的一系列分别具有不同结构型式的接箍扶正器的拉压力信号分析结果，筛选出性能最优的接箍扶正器，完成接箍扶正器的优化设计。
进一步，所述驱动装置为直线电机，该直线电机由行程控制器来控制，该行程控制器控制所述直线电机运转，来模拟所述抽油杆的冲程和冲次。
进一步，所述下部支撑架为所述套筒和油管的固定支架，用于模拟套筒和油管的密封和固定。
进一步，所述接箍扶正器杆串包括一个或若干个扶正器，若干个扶正器之间通过抽油杆短节相连接。
进一步，所述接箍扶正器杆串下端还连接有用于模拟其下方负荷的配重块。
进一步，所述配重块由所述接箍扶正器杆串的大小和所述拉压传感器的量程所确定。
进一步，所述直线电机为双螺杆直线电机，双螺杆上安装有一支撑盘，所述抽油杆安装在支撑盘中心，并通过支撑盘平稳运动。
进一步，所述套筒、油管、抽油杆、直线电机输出螺杆均垂直设置。
进一步，所述油管的下部设置有与所述套筒相通的通孔，以使得所述水或油液或油液替代液在二者之间贯通。
进一步，所述套筒的底部设置有出液孔，在其孔口处设置有开关阀。
本发明结构简单、工作可靠，可有效的模拟采油时，扶正器的工作状况，可快速的对各种扶正器进行评估。
附图说明
图1为接箍扶正器杆串中包含1个接箍扶正器的结构示意图；
图2为接箍扶正器杆串中包含2个接箍扶正器的结构示意图；
图3为接箍扶正器杆串中包含3个接箍扶正器的结构示意图；
图4为接箍扶正器杆串包含单一接箍扶正器时的试验数据图；
图5为接箍扶正器杆串包含两个接箍扶正器时的试验数据图。
具体实施方式
如图1所示，本发明接箍扶正器实验优化设备，包括地面设备模拟工作台1、下部支撑架17和井筒模拟装置，地面设备模拟工作台1上安装有电机座3，电机座3上安装有驱动装置，本实施例中驱动装置为直线电机4，直线电机4为双螺杆直线电机，直线电机4由行程控制器来控制，该行程控制器控制直线电机4运转，来模拟抽油杆8的冲程和冲次，双螺杆12上安装有一支撑盘13，地面设备模拟工作台1的下方设置有下部支撑架17，井筒模拟装置固定设置在下部支撑架17上，井筒模拟装置包括套筒2和设置在其内的油管5，下部支撑架17为套筒2和油管5的固定支架，用于模拟套筒2和油管5的密封和固定。直线电机4输出螺杆7上连接有抽油杆8，抽油杆8安装在支撑盘13的中心，并通过支撑盘13平稳运动，套筒2、油管5、抽油杆8、直线电机输出螺杆7均垂直设置，抽油杆8与输出螺杆7之间设置有拉压传感器10，抽油杆8伸入油管中，其下端连接接箍扶正器杆串，接箍扶正器杆串包括一个或若干个扶正器，若干个扶正器之间通过抽油杆短节18相连接。图1中所示的接箍扶正器杆串包括一个接箍扶正器9，图2中所示的接箍扶正器杆串包括接箍扶正器19和接箍扶正器20，图3中所示的接箍扶正器杆串包括接箍扶正器21、接箍扶正器22和接箍扶正器23。在试验优化过程中，接箍扶正器9、接箍扶正器19、接箍扶正器20、接箍扶正器21、接箍扶正器22、接箍扶正器23可为相同或不同的结构形式。
为了模拟抽油过程中的井下工作环境，油管5内灌注有水或油液或油液替代液6，也可根据需求在间隙中填充油、气、水、砂混合物，根据实验需求，还可将水、液态混合物等加热到设定的温度，以模拟井下的油气状态。油管5的下部设置有与套筒2相通的通孔14，通过通孔14水或油液或油液替代液6可从油管5流入套筒2内。套筒2的底部设置有出液孔15，在其孔口处设置有开关阀16，开关阀16上连接有与外界蓄水池相连通的管路，试验完成后，打开开关阀16，油管5与套筒2中的液体即可从出液孔15中排出。
接箍扶正器杆串下端还通过抽油杆短节18连接有用于模拟其下方负荷的配重块11，配重块11由接箍扶正器杆串的大小和拉压传感器10的量程所确定，这样接箍扶正器杆串工作时的状况将于井下作业时相似，即抽油杆8的受力状况也与井下作业时相似。为了测量抽油杆的整体受力状态，从而来分析接箍扶正器的受摩擦磨损状态、及其在油管内的通过能力等参数，本发明中，直线电机4驱动接箍扶正器杆串在油管5内沿其轴线往复运动，以模拟抽油杆的实际工作冲程和冲次，拉压传感器10则用于采集接箍扶正器杆串往复运动时产生的拉压力信号，该信号经放大器、A/D转换器传输到计算机进行分析，并最终根据所采集的一系列分别具有结构型式的接箍扶正器的拉压力信号分析结果，以得出不同厚度、不同旋流角、不同直径、不同扶正块数量等参数下拉压力分布图，筛选出性能最优的接箍扶正器，完成接箍扶正器的优化设计。
工作时，电机控制器控制直线电机4运转，直线电机4通过抽油杆段带动活塞7在油管5内往复运动，以模拟抽油工作方式，在运动过程中，传感器10实时检测抽油杆8所受的拉压力，并将其记录、储存，以形成在使用不同类型的扶正器下的拉压力数据库，从而方便后续的数据对比、优化，利于扶正器性能的优化提高。
由于当井下油管尺寸不同时，就相应地采用不同尺寸的扶正器，因而，对于不同尺寸的扶正器，实验时应更换相应尺寸的油管。本发明中，油管5、套筒2可以螺钉连接、卡箍连接等方式固定在地面设备模拟工作台1的下部，因此其拆装方便，方便与对不同尺寸的扶正器进行优化实验。如图4、图5所示，本发明接箍扶正器实验优化设备具有结构简单、工作可靠、成本低等优点，可快速的对各种扶正器进行评估，以优化得出不同油井所适用的扶正器种类，进而提高了油管等使用寿命、提高油井采油作业的安全性。

Claims (10)

1.接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，该设备包括地面设备模拟工作台、下部支撑架和井筒模拟装置，地面设备模拟工作台上设置有驱动装置，井筒模拟装置固定设置在下部支撑架上，井筒模拟装置包括套筒和设置在其内的油管，套筒和油管中均充满有水或油液或油液替代液，驱动装置输出螺杆上连接有抽油杆，抽油杆与螺杆之间设置有拉压传感器，抽油杆伸入油管中，其下端连接接箍扶正器杆串；其中，驱动装置用于驱动接箍扶正器杆串在油管内沿其轴线往复运动，以模拟抽油杆的实际工作冲程和冲次，拉压传感器则用于采集扶正器往复运动时产生的拉压力信号，该信号经放大器、A/D转换器传输到计算机进行分析，并最终根据所采集的一系列分别具有不同结构型式的接箍扶正器的拉压力信号分析结果，筛选出性能最优的接箍扶正器，完成接箍扶正器的优化设计。
2.如权利要求1所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述驱动装置为直线电机，该直线电机由行程控制器来控制，该行程控制器控制所述直线电机运转，来模拟所述抽油杆的冲程和冲次。
3.如权利要求1所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述下部支撑架为所述套筒和油管的固定支架，用于模拟套筒和油管的密封和固定。
4.如权利要求1所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述接箍扶正器杆串包括一个或若干个扶正器，若干个扶正器之间通过抽油杆短节相连接。
5.如权利要求4所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述接箍扶正器杆串下端还连接有用于模拟其下方负荷的配重块。
6.如权利要求5所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述配重块由所述接箍扶正器杆串的大小和所述拉压传感器的量程所确定。
7.如权利要求2所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述直线电机为双螺杆直线电机，双螺杆上安装有一支撑盘，所述抽油杆安装在支撑盘中心，并通过支撑盘平稳运动。
8.如权利要求6所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述套筒、油管、抽油杆、驱动装置输出螺杆均垂直设置。
9.如权利要求1所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述油管的下部设置有与所述套筒相通的通孔，以使得所述水或油液或油液替代液在二者之间贯通。
10.如权利要求1所述的接箍扶正器优化实验设备，其特征在于，所述套筒的底部设置有出液孔，在其孔口处设置有开关阀。
CN2010101620662A 2010-04-28 2010-04-28 接箍扶正器优化实验设备 Expired - Fee Related CN101832112B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101620662A CN101832112B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 接箍扶正器优化实验设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101620662A CN101832112B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 接箍扶正器优化实验设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101832112A CN101832112A (zh) 2010-09-15
CN101832112B true CN101832112B (zh) 2012-07-18

Family

ID=42716308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101620662A Expired - Fee Related CN101832112B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 接箍扶正器优化实验设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101832112B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112282728B (zh) * 2019-07-23 2022-12-02 中国石油天然气股份有限公司 刚性套管扶正器通过性检测装置
CN112129501A (zh) * 2020-08-28 2020-12-25 中国石油天然气股份有限公司 一种预测抽油杆扶正器使用寿命的装置及方法
CN117214026B (zh) * 2023-11-09 2024-01-23 东北石油大学三亚海洋油气研究院 用于研究抽油杆形变偏磨的实验装置及实验方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5339896A (en) * 1993-05-06 1994-08-23 J. M. Huber Corp. Field installable rod guide and method
US5873157A (en) * 1994-05-31 1999-02-23 Flow Control Equipment Co. Field installable rod guide and method
CN101078669A (zh) * 2007-06-22 2007-11-28 燕山大学 往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验机
CN101183063A (zh) * 2007-12-07 2008-05-21 燕山大学 立式抽油杆扶正器摩擦磨损试验机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5339896A (en) * 1993-05-06 1994-08-23 J. M. Huber Corp. Field installable rod guide and method
US5873157A (en) * 1994-05-31 1999-02-23 Flow Control Equipment Co. Field installable rod guide and method
CN101078669A (zh) * 2007-06-22 2007-11-28 燕山大学 往复式抽油杆扶正器摩擦磨损试验机
CN101183063A (zh) * 2007-12-07 2008-05-21 燕山大学 立式抽油杆扶正器摩擦磨损试验机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何树山.套管钻井技术研究与试验.《钻采工艺》.2005,(第06期), *
张恒等.油管弹性扶正器设计与应用.《钻采工艺》.2000,(第02期), *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101832112A (zh) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10508522B2 (en) Automatic sucker rod spacing device and methods of using same
CN105952437B (zh) 三维弯曲井眼中管柱摩阻扭矩的室内实验研究装置
CN101397898B (zh) 一种有杆抽油井防偏磨的方法
CN102288742A (zh) 钻井模拟实验装置
CN103033468A (zh) 杆管磨损模拟试验机
CN101832112B (zh) 接箍扶正器优化实验设备
CN102518427A (zh) 采气用柱塞井下运行状态跟踪系统及其工作方法
CN104405365A (zh) 抽油机功图法产液量计量技术
Tan et al. Review of variable speed drive technology in beam pumping units for energy-saving
CN105134118A (zh) 一种连续油管切割工具串的切割方法
CN2886053Y (zh) 水平井套管入井减阻器
CN203929547U (zh) 一种立式动载套管磨损试验机
CN103256014B (zh) 一种用于将连续油管下入海洋立管的注入头实验装置
CN107024348B (zh) 一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台
CN201326410Y (zh) 测井仪器拖拉器
CN106840627B (zh) 油气井管柱减摩降扭工具性能试验装置
CN107355214B (zh) 潜油直线电机往复泵闭环控制系统
CN202974828U (zh) 杆管磨损模拟试验机
CN113027422B (zh) 一种基于视频分析的测抽油机井示功图的方法及系统
CN204833891U (zh) 抽油机采油系统实验教学平台
CN114517662A (zh) 一种联动互平衡立式超长冲程采油系统及方法
CN202582656U (zh) 煤矿用水仓水位传感器
CN101832110A (zh) 接箍扶正器优化实验方法
CN206487448U (zh) 一种滑轮节能液压试油排液系统
CN108252694B (zh) 用于研究含聚合物流体井筒流动规律的实验装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120718

Termination date: 20150428

EXPY Termination of patent right or utility model