【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)

尾注:本公众号为国家工程实验室、省级工程实验室等平台支持微信号,欢迎大家关注并分享。
(0)

相关推荐

  • 【采油】提高油井泵效的措施及方法

    泵效是反映抽油设备工作效率及管理水平的重要指标.泵效除与泵的工作状况有关外,还与油层条件有着密切的关系.因此,为了提高泵效必须对油井及油层两方面采取措施.  (一)对于油层的措施 主要是提高和维持油层 ...

  • 【采油】抽油泵的分类介绍及泵筒漏失治理(视频)

    在抽油泵实际采油中,是泵筒和柱塞相互配合下进行往复运动的,因此抽油泵柱塞和泵筒共同决定着抽油泵的排量:同时,柱塞外径和泵筒内径承受的压力.温度和轴向力等因素共同决定了抽油泵的使用期限.本文笔者就抽油泵 ...

  • 【采油】抽油杆的类型及技术规范

    抽油杆是有杆泵采油装置的一个重要组成部分.抽油杆的作用是上连抽油机,下连抽油泵,起传递动力的作用,如图0-1所示.抽油杆柱是由若干根抽油杆通过接箍连接而成. 图0-1  抽油杆结构 抽油杆本身是圆钢制 ...

  • 计量泵

    计量泵主要由:动力驱动.流体输送和调节控制三部分组成. 动力驱动装置经由机械联杆系统带动流体输送隔膜(活塞)实现往复运动,隔膜(活塞)于冲程的前半周将被输送流体吸入并于后半周将流体排出泵头,所以改变冲 ...

  • 【采油】抽油泵的结构及工作原理

    一.抽油泵的结构 抽油泵也称深井泵,它是有杆泵机械采油的一种专用设备.泵下在油井井筒中动液面以下一定深度,依靠抽油杆来传递抽油机动力,将原油抽出地面. 抽油泵按有无衬套分为组合式泵和整筒泵.组合式泵的 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维复合材料在电动汽车电池盒应用中有哪些优势?

    由碳纤维增强塑料(CFRP)加工而成的电动汽车结构组件,具有高刚度.高强度和轻量化等一系列优异的性能.由德国西格里碳素公司(SGL Carbon)与中国汽车制造商蔚来(NIO)合作研发的电池外壳比传统 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维VS钢:哪个更强?

    长期以来,金属钢材料广泛用来制造坚固.持久的结构.与之相比,碳纤维则是一种相对较新的结构材料,但其性能优异且令人印象深刻,因此对钢材料构成了极大的威胁.本文针对这两种材料的特性进行了简单对比,并举例展 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维几种常见加工方式的特点及成本控制方案

    与大多数金属材料相比,碳纤维复合材料的比强度(单位重量的强度)更高,虽然碳纤维复合材料单位重量的前期成本高于大多数金属,但碳纤维复合材料的总生命周期成本较低.碳纤维常见应用方式及成本控制如下: 碳纤维 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维自行车轮的价值何在?

    对于某些骑手尤其是赛车手来说,碳纤维轮毂的魅力几乎是无法抗拒.专业的赛车手一直在使用碳纤维车轮,而风洞测试的结果显示它会节省大量时间和功率.但这是否意味着碳纤维车轮物有所值? 与异国情调的宝石一样,碳 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维是如何加工制造的?

    碳纤维是碳元素含量在92%以上一种高性能纤维,它具有很高的拉伸强度,并且在尺寸上非常坚固.实际上,另外一种形式的碳纤维-碳纳米管,被认为是最坚固的材料.碳纤维应用包括建筑.工程.航空航天.高性能车辆. ...

  • 【专业讲堂】碳纤维/环氧树脂复合材料:骨科假肢的理想材料

    在过去的5至10年中,在假体生产中使用碳纤维复合材料和轻金属合金无疑成为技术上的最大飞跃.现代假肢设备可帮助数以万计的人至少部分补偿其缺失的肢体并过上高质量的生活.而对于一些从事体育活动的客户而言,甚 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维在建筑工程中的应用

    在过去的几十年里,建筑领域正按照一种普通人无法解释的方式在发展.这是因为有了新的发现和新的技术,科学家们能够发明出从未想过的新型材料.碳纤维就是这样一种用途广泛的材料.在这篇文章中,我们将讨论碳纤维如 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维:轻巧而超强的人造纤维

    碳纤维是一种超强材料且重量极轻.它的强度是钢的五倍.刚度的两倍,但重量却减轻了三分之二.碳纤维束丝可以像纱线一样加捻在一起,也可以像布一样编织在一起.为了使碳纤维具有永久形状,可以将其放在模具上并涂覆 ...

  • 【专业讲堂】碳纤维复合材料与传统金属材料的关键性能指标对比

    碳纤维复合材料与金属材料相比有着系列优异的性能,从而使该材料在其他结构材料中脱颖而出.主要性能与金属对比如下: 低密度.轻质 碳纤维复合材料具有低密度.低质量的特点.碳纤维复合材料的密度为1.55g/ ...