管桿屈曲分析及電化學(xué)腐蝕、干摩擦實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在有桿泵抽油系統(tǒng)中，抽油桿和油管的偏磨不僅降低抽油桿的強(qiáng)度，造成抽油桿斷裂，而且還會(huì)磨穿管壁，造成油管漏失，影響油井的正常生產(chǎn)。雖然只是說(shuō)偏磨造成的影響，但實(shí)際上偏磨中必然存在腐蝕問(wèn)題。所以，有桿泵抽油系統(tǒng)中的偏磨問(wèn)題，實(shí)際上就是管桿的磨蝕問(wèn)題。因此，對(duì)管桿磨蝕機(jī)理進(jìn)行研究，對(duì)豐富和發(fā)展管桿偏磨腐蝕理論，對(duì)延長(zhǎng)偏磨井的平均免修期，降低油井維護(hù)工作量和油田的降本、增效都具有重要的理論意義和實(shí)際意義。本文主要從四個(gè)方面研究了管桿的磨蝕問(wèn)題：

2、 第一部分主要從管桿偏磨的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究，通過(guò)建立管桿屈曲理論模型，綜合考慮了粘滯摩阻、庫(kù)侖摩阻、管柱自重、內(nèi)外壓、溫度等影響因素，分別計(jì)算出了油管柱和抽油桿柱在水平井中的正弦和螺旋屈曲臨界載荷，并得到了管桿柱正弦屈曲和螺旋屈曲無(wú)量綱法向支反力。 第二部分主要從管桿材料電化學(xué)腐蝕方面來(lái)研究，通過(guò)選取抽油井常用的幾種管桿材料在兩種代表性污水介質(zhì)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較得到了以下結(jié)論：被實(shí)驗(yàn)鋼樣電位差異不大；低濃污水除氧使電位

3、負(fù)移大約 40 mV，高濃污水除氧影響不大，但 20CrMo 在除氧后電位正移較大；有氧、短期電偶腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，材料配對(duì)的電偶腐蝕現(xiàn)象很輕微或可忽略；極化曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，污水、高溫條件下鋼腐蝕速度均十分嚴(yán)重；低濃污水中除氧有一定的降低腐蝕作用，但高濃污水中除氧并不能降低腐蝕速度。 第三部分主要從管桿材料干摩擦方面來(lái)研究，通過(guò)選取抽油井常用的幾種管桿材料在不同壓力條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了以下結(jié)論：各試件干摩擦的磨損率都是隨著載荷的

4、增加而增加，而載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響不大；各試件的磨蝕率是其單純干摩擦磨損率或單純腐蝕率的幾倍甚至幾十倍，腐蝕對(duì)磨損的影響是非常顯著的，磨蝕中的磨損和腐蝕不是簡(jiǎn)單的疊加，磨蝕速度比單獨(dú)的磨損速度和單獨(dú)的腐蝕速度都要大得多。 第四部分主要是涂料油管的性能比較及成分分析實(shí)驗(yàn)研究，參考前人對(duì)涂料油管的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，涂料油管確實(shí)起到了減磨效果，據(jù)此進(jìn)行了涂料油管的成分分析實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出 C 與其它各元素可形成碳化物。在磨損