長慶油田超高強度抽油桿許用應力計算新方法國內(nèi)首創(chuàng)

油氣工藝研究院自主研發(fā)的“H 級抽油桿柱設計分析軟件（V1.0）”12月底獲得國家版權局計算機軟件著作權認證，標志著長慶油田在國內(nèi)率先建立的“超高強度抽油桿許用應力計算新方法”得到國家認可，填補了國內(nèi)抽油桿相關技術理論空白，保證了超高強度抽油桿性能發(fā)揮，實現(xiàn)了定向井采油量身定制。截至2014年12月22日，H 級超高強度抽油桿已在長慶油田推廣應用突破2 萬口井，年節(jié)約成本9000 余萬元。

2008年，長慶油田在華慶超低滲透油藏開發(fā)中首次引進試驗H 級超高強度抽油桿，進而在姬塬油田叢式大井組超深井中擴大試驗。自2010年王窯和虎狼峁區(qū)開展“降桿徑”試驗后，H 級超高強度抽油桿在新井中得到廣泛應用，但其力學性能與常規(guī)抽油桿有著較大區(qū)別，國內(nèi)一直沿用常規(guī)的奧金格和API 方法計算抽油桿許用應力，尚未形成針對H 級抽油桿的許用應力計算方法，一定程度影響了H 級抽油桿的推廣應用。為了有效使用H 級超高強度抽油桿，降低成本、提高效益，油氣工藝研究院技術人員瞄準修訂抽油桿石油行業(yè)標準，著力開展定向井抽油桿受力分析和優(yōu)化攻關研究，在理論研究和現(xiàn)場應用方面均取得了重大突破。

在理論研究方面，開展了18 組90 件超高強度抽油桿試樣在3 種應力水平、3 種應力比條件下的疲勞實驗，應用P-S-N 曲線擬合得到了超高強度抽油桿疲勞極限；在國內(nèi)率先研究形成了針對超高強度抽油桿的許用應力計算公式，實現(xiàn)了與常規(guī)抽油桿許用應力計算公式的區(qū)分；采用微元分析法進行抽油桿柱設計受力分析，建立了定向井抽油桿受力模型，開展超高強度抽油桿桿柱組合優(yōu)化設計及軟件編制，并獲得國家版權局認證。

在現(xiàn)場應用方面，杏南作業(yè)區(qū)應用超高強度抽油桿與應用D 級抽油桿的對比試驗表明，在相同生產(chǎn)周期、井筒條件下，應用超高強度抽油桿的單井年故障頻次由0.43 次下降至0.23 次；在單井綜合成本基本不變的情況下，年減少作業(yè)費5 791.7 萬元、運行電費3 208.8 萬元，減少因作業(yè)占、停井引起的原油損失5637 t，經(jīng)濟效益顯著。

此項自主研究技術在國內(nèi)石油行業(yè)尚屬首例，目前已申報國家發(fā)明專利3 項，形成的成果對于國內(nèi)石油行業(yè)超高強度抽油桿科學使用，助推降本增效具有重要的技術指導作用。