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恒信北石技术迭代:人工举升杆柱偏磨优化系统RodSavior
发布时间:2025/07/30
螺杆泵系统在人工举升设备中具有重要地位,其通过抽油杆将地面扭矩传递至井下泵体,具有投资成本低、适应高粘度原油的优势。
但在定向井、水平井等复杂油井中,抽油杆与油管的异常磨损(偏磨)会导致杆柱断裂、油管漏失等故障,传统经验式调参方案存在明显局限:
1、难以量化全井深偏磨风险分布;
2、无法兼顾屈曲变形与磨损的协同优化。
图1 杆管接触示意图
图2 抽油杆在油管中的平衡状态示意图
为解决现有技术中存在的问题,无锡恒信北石科技有限公司以IntelliCPCP®独特机械部件基础为锚点,推出了螺杆泵系统杆柱偏磨优化系统RodSavior,其核心技术:
1. 双曲线动态决策机制:分析井筒轨迹与力学载荷关系-> 精准定位偏磨高风险区->自动匹配最优井口轴向力参数。突破性效果:抑制全井段杆管作用力峰值;
2、屈曲临界载荷约束算法。突破性效果:杜绝抽油杆“自锁”。
为实现双曲线动态决策,RodSavior主要包括4个模块:
(1)第一模块获取若干个井口抽油杆轴向力对应的第一曲线,第一曲线指示在某井口抽油杆轴向力下杆管作用力绝对值与测深的对应关系,杆管作用力指示抽油杆与油管的摩擦程度。
(2)第二模块基于第一曲线确定各个井口抽油杆轴向力对应的偏磨危险点,偏磨危险点为在某井口抽油杆轴向力下杆管作用力绝对值为极大值时对应的测深。
(3)第三模块获取所有偏磨危险点对应的第二曲线,第二曲线指示在某偏磨危险点处杆管作用力绝对值与井口抽油杆轴向力的对应关系。
(4)第四模块获取第二曲线之间的所有交点,基于交点确定最优井口抽油杆轴向力。
图3 第一曲线示意图
图4 第二曲线示意图
为了避免抽油杆在油管内过度屈曲变形,RodSavior还加入了屈曲临界载荷约束算法,在上述4个模块的基础上,基于使抽油杆的任一抽油杆单元的轴向载荷均小于屈曲临界载荷的目标,确定最优井口抽油杆轴向力。
恒信北石将在RodSavior的基础上持续深化IntelliCPCP®的智能化技术布局,推动人工举升领域的进步。