【专业讲堂】为何碳纤维抽油杆能提高油井的生产率
目前很多石油公司的抽油杆由碳纤维制成,它们具有坚固的特性,而由于碳纤维复合材料零件在石油工业中的应用,已使得其产量增加、成本降低和油井寿命也大幅延长。
活塞泵
要了解碳纤维抽油杆的好处,必须要先了解活塞泵的工作原理。活塞泵是一种通过沿井眼全长上下组合冲程来产生扬程的泵。就像汽车发动机中的活塞一样,活塞泵中的活塞由一根长轴组成,轴的一端装有阀门。
活塞的两边都是管子。当活塞通过钻孔向上拉时,井底的一个阀门关闭,这样活塞就可以将油吸入油管。下行程时,空气阀打开,活塞落在孔的底部。
油井作业中使用的活塞的主要部件是由许多由螺纹端连接的抽油杆组成。这种装置的优点是活塞的长度可以根据井深而变化。这使工程师在选择泵油方式和泵油时间时具有更大的灵活性。
碳纤维抽油杆
长期以来,抽油杆通常都是由钢制成的。虽然效果不错,但是当工程师们发现碳纤维可以做得更好,因此,碳纤维就成了抽油杆的首选。与钢相比,碳纤维的超轻和高强度使其成为抽油杆的理想材料。
更重要的是,碳纤维抽油杆能提高油井的产量。原因如下:
1、深井——井的深度通常取决于两个因素:重量和成本。井越深,活塞机构就越重。重量无疑会增加成本,因为需要更强大的泵送系统和更多的能量来运行泵。使用碳纤维抽油杆时可使井挖得更深,因为它们可以减轻重量和降低成本。
2、增加产量——由于碳纤维的重量小于钢,碳纤维抽油杆可使每次行程中提取更多的液体,占提升总负荷的百分比。简单地说,每一个冲程产生更多的油。
3、更长的油井寿命——碳纤维抽油杆减少了对抽油机的扭矩需求,减轻了负载重量,从而提高了抽油设备的预期寿命。
当碳纤维用作钢和铝的替代品时,它会带来很多好处。对于石油工业来说,碳纤维是抽油杆的理想材料,抽油杆重量轻、井深,每次冲程都能产出更多的油。因此,碳纤维抽油杆在许多应用中比钢更受青睐也就不足为奇了。
(主要参考rock west composites)