一种超高强度抽油杆柱强度校核方法技术

本发明专利技术属于油田采油技术领域，具体提供了超高强度抽油杆柱强度校核方法，包括如下步骤：1)在修正古德曼图抽油杆最大许用应力计算公式的基础上引入参数K和a,得到新的抽油杆最大许用应力σall计算模型2)求取步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中的参数T、K和a；3)将步骤2)中求取的T、K和a值代入步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中，得到抽油杆强度校核公式；4)核算判断，抽油杆的最大应力σmax不应超过计算出的最大许用应力σall。本发明专利技术提供的这种强度校核方法能满足H级抽油杆的强度校核和优化设计，提高超高强度抽油杆优化设计的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油田采油
，具体设及， 用于机采井抽油杆柱组合优化设计。
技术介绍
长庆油田90%W上是采用抽油杆系统生产，在用抽油杆有5661. 34万米，其中，采 用H级抽油杆有2587. 59万米，占在用抽油杆的45. 7%。2013年W来长庆油田产建钻采工 程方案要求全部应用H级抽油杆，但目前抽油杆柱优化设计方法一般是建立在D级抽油杆 的物理化学性能、许用应力的基础上的，同时，现用的定向井优化设计软件也还没有建立高 强度抽油杆优化设计方法，还无法规范超高强度抽油杆柱强度校核，指导现场使用。 目前，国内多采用美国石油学会（API)推荐的方法，即用修正古德曼图来进行抽 油杆强度校核和杆柱设计，如图1所示，W抽油杆最小应力0mi。为横坐标，抽油杆最大应力 〇。"为纵坐标建立直角坐标系，图中阴影区为疲劳安全区，抽油杆的折算应力点落在该阴 影区内时，抽油杆就不会发生疲劳破坏，抽油杆最大许用应力0all的计算公式： Saii=(0. 25T+0. 5625smJXSF[000引其中Oall-抽油杆最大许用应力；T-抽油杆最小抗拉强度；omi。一抽油杆最小应 力；SF-抽油杆使用系数，考虑到流体腐蚀性等因素而附加的系数（小于或等于1. 0)，SF值 的选择如表1所示。表1 ;【主权项】1. ，其特征在于：包括如下步骤： 1) 在修正古德曼图抽油杆最大许用应力计算公式的基础上，引入参数K和a，得到新的 抽油杆最大许用应力〇all计算模§!，其中，〇 all-抽油杆最 大许用应力；T一抽油杆最小抗拉强度；σ min-抽油杆最小应力；SF-抽油杆使用系数，K一 安全系数；a-抽油杆抗拉强度与屈服强度的比值； 2) 求取步骤1)抽油杆最大许用应力〇all计算模型中的参数T、K和a; 3) 将步骤2)中求取的T、K和a值代入步骤1)抽油杆最大许用应力〇all计算模型中， 得到抽油杆最大许用应力 〇all与抽油杆最小应力σ min之间对应关系的公式，即为抽油杆 强度校核公式； 4) 核算判断，抽油杆的最大应力不应超过计算出的最大许用应力σ all，即 0 max- 0 all°2. 如权利要求1所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述步骤1)中 得到抽油杆最大许用应力σ all计算模型包括如下步骤： (1) 以抽油杆最小应力〇_为横坐标，抽油杆最大应力σ _为纵坐标建立直角坐标 系，抽油杆拉伸脉动循环时的安全疲劳极限为抽油杆材料抗拉强度的一半，由于考虑安全 系数Κ，得到安全系数为K时的疲劳极限应力点D点坐标为（0, IV (2Κ))，屈服强度点E点坐 标为（T/a，T/a); (2) 由D点坐标（0, ?7 (2K))和E点坐标（T/a，T/a)，得到最大许用疲劳极限应力线DE 方程为⑶设σ _= σ all，且考虑油井流体的腐蚀性，则有，即 为新的抽油杆最大许用应力〇all计算模型。3. 如权利要求1所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述步骤2)中 参数T为多组抽油杆拉伸实验测量抽油杆抗拉强度 〇 b中的最小值。4. 如权利要求3所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述抽油杆抗 拉强撞，其中，Pb-抽油杆发生断裂时的拉力，N Aci-抽油杆的横截面积，mm2。5. 如权利要求1所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述步骤2)中 参数σ s-抽油杆的屈服强度；PS-抽油杆抵抗微量塑性变形的应 力；Atl-抽油杆横截面积。6. 如权利要求1所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述步骤2)中 参数其中，35。%-置信度50%的疲劳极限，5 99.9%-置信度99.9%的疲劳极限。7. 如权利要求1所述的超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：所述步骤1)中 抽油杆使用系数SF为0.9。【专利摘要】本专利技术属于油田采油
，具体提供了超高强度抽油杆柱强度校核方法，包括如下步骤：1)在修正古德曼图抽油杆最大许用应力计算公式的基础上引入参数K和a,得到新的抽油杆最大许用应力σall计算模型2)求取步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中的参数T、K和a；3)将步骤2)中求取的T、K和a值代入步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中，得到抽油杆强度校核公式；4)核算判断，抽油杆的最大应力σmax不应超过计算出的最大许用应力σall。本专利技术提供的这种强度校核方法能满足H级抽油杆的强度校核和优化设计，提高超高强度抽油杆优化设计的准确性。【IPC分类】G01N3-00【公开号】CN104749021【申请号】CN201510094798【专利技术人】张岩, 曾亚勤, 黄伟, 甘庆明, 陆梅, 李明, 李佰涛, 韩二涛, 辛宏, 张磊, 杨海涛, 刘天宇, 刘涛, 呼苏娟 【申请人】中国石油天然气股份有限公司【公开日】2015年7月1日【申请日】2015年3月3日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高强度抽油杆柱强度校核方法，其特征在于：包括如下步骤：1)在修正古德曼图抽油杆最大许用应力计算公式的基础上，引入参数K和a,得到新的抽油杆最大许用应力σall计算模型其中，σall—抽油杆最大许用应力；T—抽油杆最小抗拉强度；σmin—抽油杆最小应力；SF—抽油杆使用系数，K—安全系数；a—抽油杆抗拉强度与屈服强度的比值；2)求取步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中的参数T、K和a；3)将步骤2)中求取的T、K和a值代入步骤1)抽油杆最大许用应力σall计算模型中，得到抽油杆最大许用应力σall与抽油杆最小应力σmin之间对应关系的公式，即为抽油杆强度校核公式；4)核算判断，抽油杆的最大应力σmax不应超过计算出的最大许用应力σall，即σmax≦σall。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，曾亚勤，黄伟，甘庆明，陆梅，李明，李佰涛，韩二涛，辛宏，张磊，杨海涛，刘天宇，刘涛，呼苏娟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11