单封隔器抽油管柱受力变形分析.pdf

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1、2011年第4o卷石油矿场机械第12期第51页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：10013482(2O11)12-0051-04单封隔器抽油管柱受力变形分析赵晓伟，牛彩云，朱洪征一，李大建，王百，(长庆油田分公司a．油气工艺研究院；b．低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710021)摘要：分析了直井中单封隔器抽油管柱在坐封前后的受力、变形状态。提出了一种准确计算封隔器坐封前后管柱变形、封隔器坐封高度及管柱附件位置的方法，对设计工艺管柱结构、现场校核管柱附件深度具有重要意义。关键词：封隔器；变形；管柱；受力分析中图分类号：TE931．2文献标识码：AAnalysisof

2、theDeformationtothePumpStringswiththePackerZHAOXiao—Wei'，NIUCai—yun'，ZHUHong—zheng’，LIDa—jian·，WANGBai·(n．Oil＆GusTechnologYResearchInstitute；6．Loze~perrneabilityOil&GasExplorationandDevelopmentofNationalEngineeringLaboratory，ChangqingOilfieldCompany，Xi’an710021，China)Abstract：Theanalysiswasmade

3、fortheforcedeformationofthepumpingstringindirectwellbe—foreandafterthepackerpacked．Atthesametime．anaccuratecalculationwasmadetodeterminedeformationofthepumpingstringbeforeandafterthepackerpackedandtheHeightofthepack—erandthepositionofcolumnaccessorieswereprovided．Itisimportanttodesignprocessfor

4、thestringstructurecheckthedepthofcolumnaccessories．Keywords：packer；deformation；pipestring；forceanalysis随着油田开发进入中后期，油井产量自然降低。1管柱受力分析为提高油井产量，卡封高含水层、动用小层、薄层，挖潜剩余油，封隔器在油井上的使用越来越普遍。目管柱在井筒内受各种力的作用，并在这些力的前，国内油井卡封高含水层、动用小层所使用的封隔影响下将发生一定的形变。因此，分析管柱受力主要是分析其在各种力作用下产生的形变_8l。器大多为机械坐封封隔器，靠油管自重提供初始坐1．1封隔器坐封前管

5、柱受力形变分析封压力才能处于工作状态_l]。因此，整个管柱的受假设油井为直井，则封隔器坐封前油管处于垂力分为2部分：上部分管柱受拉，处于自重伸长状直拉伸状态，其轴向应变主要由油管自重、浮力以及态；下部分管柱处于自重压缩状态。随着坐封力的地层温度引起的油管热膨胀等因素引起。增大，下部管柱将会产生变形、弯曲，同时使抽油泵1．1．1自重引起的管柱变形受压，严重时会造成抽油泵发生弯曲、变形。甚至损设管柱总长L，管柱任一截面z下段的管柱重坏，致使抽汲无法完成伽。因此，研究分析单封隔力G=pg(L—z)，由自重引起的轴向变形量为器抽油管柱各种受力状态及形变，对指导封隔器坐封和优化管柱设计具有重要

6、的现实意义。△L一1-fid~=lfiG一1』i4pg(L一-z)，dz一收稿日期：201卜O627作者简介：赵晓伟(1983一)，男，陕西合阳人，主要从事采油工艺研究，E—mail：zxwl0一cq@petrochina．corn．cn。石油矿场机械当L时，性模量，E一2．06×10MPa。AL=(ha一丽2pg)一+1．1．2浮力引起的管柱轴向变形管柱受力分析如图1所示。设动液面为L，力E(、Dd+

7、z一Lj(6)丌(一)’2E“、取向下为正、向上为负，则z>L时，管柱任一截面处的浮力为由式(6)可以看出，管柱轴向变形与管柱长度的平方成正比，其比例系数与油管线密度、油管尺寸、F一一p1g(z—Ld)A浮力引起的轴向变形量为油管弹性模量、热膨胀系数、井液密度和地温梯度有关。△L。一1Jzd一去d一1．2封隔器坐封后管柱受力形变分析封隔器人井后，因坐封工艺要求，需要管柱提供去』lDg(z—La)d一警(Lz一12一12)一定坐封力才能坐封，即需要将一部分管