碳纤维抽油杆的研究分析

  碳纤维作为一种新型材料在各个行业被广”泛应用,其最大优点在于质轻、高强、高模、低密度、耐高温、抗腐蚀等,有“新材料之王”的美誉"。“十二五” 期间,国家政策的支持使得碳纤维产业取得突破性发展。如何更好地应用碳纤维是“十三五”期间的研究重点。碳纤维生产取材于石油,而碳纤维复合材料正被广泛地应用于油气田领域。

  有杆泵抽油技术是国内外应用最广泛的机械采油技术,抽油杆是其关键部件之一。目前国内外使用的抽油杆主要是钢质的,它具有较高的疲劳强度,并且运输操作方便和价廉。但因其自身质大、强度低和抗腐蚀性能较差,无法满足深井、超深井、腐蚀井等的开采需要。在油田经济高效开发以及低油价的背景下,以及在油田开发现状的需求及节能降耗的要求等条件下,新材料抽油杆的研发就成为必须要解决的现实问题。

  碳纤维抽油杆具有质量轻、比模量高、比强度高、耐磨性和耐腐蚀性好、抗疲劳性能优等特点,其结构连续,只有上下两个接头,可以部分避免钢质抽油杆在采油过程中的局限性,并且可以延长检泵周期,降低采油成本。我国自主研发的碳纤维抽油杆进行了矿场试验,减载和增产效果明显,但应用过程中也出现了一些问题,例如管理不规范、杆柱设计不合理等,限制了其良好特性的发挥。针对这些缺陷和问题,研究人员一直在不懈地试验和努力,开发出了相关配套设施和技术,并探索了不同井况的下井工艺。

  矿场试验证明计算结果与实测值比较吻合,对相近井况中碳纤维抽油杆的应用具有指导作用。大庆油田的现场应用展示了碳纤维抽油杆在节能、深抽、耐腐蚀等方面的优势。辽河油田将碳纤维连续抽油杆技术引入低孔低渗石油地质,增加了泵挂深度,提高了沉没度和单井产量,缓解了偏磨。

  另外,研发人员研制了热稳定性好和耐摩擦的碳纤维扶正器、接头、连接器等配套工装,开发了能够顺利起下碳纤维连续抽油杆的配套作业车,更好的完成了碳纤维抽油杆的矿场作业任务,为碳纤维抽油杆的应用推广提供了保障。