井下工具原理与使用Word文档格式.docx

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≥50.1

≥323

∮89×

6.45

134

6.5

76

≥51.0

≥487

用于油井的修复油管的技术参数

最大腐蚀量（mm）

最大偏磨量（mm）

螺纹

直线度（mm）

壁厚mm

试验压力MPa

≤0.4

≤0.8

同新管

同新管≤L×

0.2

≥4.71

≥20.7

≤0.6

≤1.4

≥5.05

备注：

参数符合GB/T9253.2-1999及SY/T6194-1996标准

用于水井的修复油管的技术参数

项目

镀层厚度μm

镀层表面硬度HV

HCl腐蚀速率mm/yy

NaOH腐蚀速率mm/yy

孔隙率

镀层化学成分

≥20

≥400

≤0.0385

≤0.0010

≥8级

镍88%-95%

磷5%-12%

不起皮、不开裂、不脱落

以上参数符合GB/T4342-91,Q/DQ1098-1997

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

管体壁厚mm

上下接头壁厚mm

接箍外径mm

抗拉强度KN

∮73

N80

N-E

8.3

645

77

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。

2、抽油杆的材料及机械性能

等级

材料

抗拉强度（Mpa）

表面硬度

HCR

屈服点（Mpa）

伸长率δ%

收缩率ψ%

疲劳强度

Mpa

循环周数

K

镍钼

合金钢

588-794

（Φ19-17t

Φ22-22.8t

Φ25-29.4t）

≥372

≥13

≥60

C

碳钢或锰钢

620-794

（Φ19-17.9t

Φ22-24t

Φ25-31t）

≥412

≥50

D

碳钢或合金钢

794-965

（Φ19-22.9t

Φ22-30.8t

Φ25-39.7t）

25-28

≥620

≥10

400

≥1X106

G

FG-20

966-1136

（Φ19-27.9t

Φ22-37.4t

Φ25-48.3t）

58-62

≥793

≥12

≥45

540

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=2.83385cm2单位抗拉强度=588Mpa1Mpa=10.195Kgf/cm2

极限抗拉力=2.83385cm2Χ588MpaΧ10.195Kgf/cm2÷

1000=16.988t

3、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×

ø

19mm抽油杆扶正环－125×

58×

19

22mm抽油杆扶正环－125×

22

25mm抽油杆扶正环－125×

71×

25

2、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255mm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

扶正环参数

挡环参数

4、使用要求

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

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212MPa（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441MPa，工作时所受的最大剪切应力为123.6MPa，安全系数达到3.6

二、抽油泵

（一）抽油泵的结构

管式抽油泵分为整筒泵（无衬套）和组合泵（有衬套），属于一种特殊形式的往复泵。

整筒泵主要是由泵筒、柱塞、泵筒接箍、进油阀（固定凡尔总成）、出油阀（上游动凡尔总成、下游动凡尔总成）组成（见附图1）。

组合泵主要是由泵筒、缸套、柱塞、泵筒接箍、进油阀（固定凡尔总成）、出油阀（上游动凡尔总成、下游动凡尔总成）组成（见附图2）。

大流道泵（见附图3）相对于普通泵没有上游动阀组，其他结构相同。

普通泵与大流道泵上游动凡尔罩、下游动凡尔罩、固定凡尔罩的对比见下图：

普通泵上游动凡尔罩大流道泵上游动凡尔罩普通泵下游动凡尔罩大流道泵下游动凡尔罩

普通泵固定凡尔罩大流道泵固定凡尔罩

（二）抽油泵的原理

抽油泵主要是由泵筒、柱塞、进油阀（固定阀）、出油阀（游动阀）组成。

上冲程时，柱塞下面的下泵腔容积增大，压力减小，固定阀在其上下压差的作用下打开，原油进入下腔，与此同时，游动阀在其上下压差作用下关闭，柱塞上面的上泵腔内的原油沿油管排到地面。

同理，下冲时，柱塞压缩固定阀和游动阀之间的原油。

关闭固定阀，打开游动阀，下泵腔原油进入上泵腔。

柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循环。

如此周而复始，重复进行循环。

三、抽油泵配合间隙的规定

整筒泵泵筒与金属柱塞的配合间隙分为五种（见表1）。

如果买方合同未注明间隙代号时，默认为2号间隙泵。

整筒泵内径与金属柱塞的配合间隙

间隙代号

泵筒内径及其极限偏差，mm

金属柱塞

泵筒与金属柱塞配合间隙范围，mm

直径，mm

尺寸分档

极限偏差，mm

1

d-0.025

-0.013

0.025~0.088

2

d-0.050

0.050~0.113

3

d-0.075

0.075~0.138

4

d-0.100

0.100~0.163

5

d-0.125

0.125~0.188

注：

D、d指标称直径

组合泵衬套与金属柱塞的配合间隙分为三种（见表2）。

如果买方合同未注明间隙代号时，默认为1号间隙泵。

组合抽油泵衬套与金属柱塞的配合间隙

间隙代号

衬套与金属柱塞配合间隙范围mm

0.02～0.07

＞0.07～0.12