专利名称：柔性抽油杆柱软卡自解工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田采油工艺，尤其是一种柔性抽油杆柱软卡自 解工艺。
背景技术：
随着油田的不断开采，原油产量逐年下降，低产量油井在不断增 加，为了适应低产能油井的生产，就要对现有抽油机的结构进行改进， 倍程柔式抽油机以柔性抽油杆(钢丝绳)代替传统的抽油杆，减少了耗 能，但同时也带来一系列亟待解决的问题。由于井下情况复杂，井下 泵筒内可能产生原油堆积、结腊、结垢等，因而使得井下泵柱塞下行 速度变慢甚至卡死不动，使抽油机不能正常运行。现有的抽油机上的 抽油杆为硬直杆，当发生软卡时，依靠其自身的重量及强度即可克服 阻力，推动泵柱塞下行，实现解卡，由于倍程柔式抽油机上的柔性抽 油杆为柔性杆，本身不能实现上述功能，因此必须采用专用装置、专 用方法来实现解卡功能。 实用新型内容
为了解决倍程柔式抽油机柔性抽油杆本身不能实现解卡的问题， 本发明提供了一种柔性抽油杆柱软卡自解工艺，该柔性抽油杆柱软卡 自解工艺具有解卡迅速、动作可靠、自动进行和自动恢复的特点。
本发明的技术方案是 一种柔性抽油杆柱软卡自解工艺，当井下 泵柱塞由于软卡而速度变慢，上冲程时抽油机正常工作，下冲程时， 击振器套筒及二级加重杆继续向下运行，而击振器芯轴及一级加重 杆、柱塞不动，则上部的套筒及二级加重杆对芯轴及一级加重杆产生 锤击作用，同时二级加重杆的重量参与其中，产生助推作用，此力量 克服柱塞与泵筒之间的摩擦力，使其解卡。
本发明具有如下有益效果由于采取上述方案，抽油机正常工作 时，击振器只起连接和传递作用，当井下泵柱塞由于井下结腊或结垢 等原因发生软卡现象时，击振器套筒与二级加重杆一起对下部的芯轴 及一级加重杆产生锤击作用，加上二级加重杆的重量，当此力量大于泵柱塞与泵筒间的摩擦力，从而使其解卡。
附图l是本发明的结构示意附图2是发生软卡时击振器的工作示意图。
图中1-柱塞，2-泵柱塞工作筒，3-—级加重杆，4-芯轴，5-套 筒，6-二级加重杆。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明
由图1所示，柱塞1上部连接一级加重杆3， 一级加重杆3通过 短接连接击振器芯轴4，击振器套筒5上部通过接头连接二级加重杆 6，芯轴4可以在套筒5内轴向运动。
图2为当井下泵柱塞1发生软卡时，击振器工作的示意图。当井 下杆柱正常工作时，二级加重杆6、套筒5、芯轴4、 一级加重杆3 及柱塞1可以看为一体，随曲柄匀速回转而上下往复运动。其线速度 "2="^ (co:曲柄角速度，r:曲柄回转半径)。柱塞l及一级加重 杆3下行速度^""
当泵柱塞工作筒2及柱塞1表面结蜡严重时，将出现软卡现象， 上冲程时击振器在地面动力的拖动下正常运行，只起连接和传递作 用，柱塞l不会卡住，下冲程时，柱塞l遇阻，其下行速度为v;，此 时v;〈h，而二级加重杆6及套筒5仍以^速度下行，发生软卡现象 最严重时V产0，柱塞1和一级加重杆3停止在泵柱塞工作筒2某一位 置，该位置与泵柱塞1下死点距离(Lt)大于击振器套筒5长度时， 锤击和助推双层作用都能得到发挥，能够解除相当一部分的软卡现 象。此时，二级加重杆6仍以V2速度下行，使距离Lt逐渐减小。当 "=0时，二级加重杆6对一级加重杆3将产生撞击作用，击振器的 芯轴4锤击下部套筒5，锤击重量等于二级加重杆6，此过程芯轴4 起扶正作用，同时，二级加重杆6的重量也加入其中，增加了助推重 量，起到助推作用，具有锤击和助推双重作用。当这个锤击作用产生 的向下的冲力能够克服柱塞1与泵柱塞工作筒2之间的摩擦力时，柱 塞1将向下运动，柱塞1和一级加重杆3下行速度VJ卩快，加快到 大于杆柱下行速度V2时，二级加重杆6脱离加重作用，脱离行程大
4于套筒5长度时，击振器和二级加重杆6恢复传递和连接作用，完成 一次振击过程； 一次锤击过程解决不了，如果二级加重杆6以下继续 慢行，随着地面抽油机的运转改变成上行，继续慢行部分没有到达下 死点就被强迫上行，而脱离软卡段，则进行二次或多次锤击解软卡工 作。
击振器发生锤击的条件有两个 一是柱塞1和一级加重杆3的下 行速度小于上部的二级加重杆6的下行速度；二是距离下死点以上L 长度(为击振器套筒5长度)的距离内和距离上死点以下L长度的距离
内不能发生锤击动作。由于柱塞1始终是往复运行，因此，击振器的 锤击动作是自动进行、自动恢复的，无需人工控制。
分析二级加重杆6对一级加重杆3的碰撞状况。可能有两种情况。 第一种，两者的碰撞按完全非弹性碰撞考虑，另一种，按完全弹性碰 撞考虑。
1)按完全非弹性碰撞分析
所谓按完全非弹性碰撞，即假设一级加重杆3和二级加重杆6 碰撞后不分开，将以同一速度v下行。此时，系统恢复系数6=0。
根据动量守恒定律可知
(;^ +附2 )v7 =附!t^ + w2v2
+附2
式中附"加2分别为一、二级加重杆的质量；
v为一、二级加重杆碰撞后的下行速度；
Vi、 v2分别为一、二级加重杆碰撞前的下行速度。
此时，由于一、二级加重杆(3， 6)以同一速度下行，可知解卡
已完成。
2)按完全弹性碰撞分析
所谓完全弹性碰撞是指，一、二级加重杆(3， 6)碰撞前后系统 总动能不发生变化的碰撞，一、二级加重杆(3， 6)碰撞后下行速度 可能不同。此时，系统恢复系数e二l。 根据动量守恒定律及动能定理5mi(v;)2+5w2(v;)2 =5mi(vi)2+5w2(v2) 将两方程联立，可得到
附，+附， +附.
W +附2 w +附2
式中m。 m2分别为一、二级加重杆的质量；
vi、 v2分别为一、二级加重杆碰撞前的下行速度； V/ 、V2'分别为一、二级加重杆碰撞后的下行速度。 在此情况中，V/ 、 V2'不同，即一、二级加重杆碰撞后以不同 的速度下降，但是由于抽油杆柱是往复运行，因此，解卡成功后经过 若干个冲程，V/ 、V2'最终将趋于一致，则抽油杆柱整体工作。
权利要求
1、一种柔性抽油杆柱软卡自解工艺，其特征在于当井下泵柱塞由于软卡而速度变慢，上冲程时抽油机正常工作，下冲程时，击振器套筒及二级加重杆继续向下运行，而击振器芯轴及一级加重杆、柱塞不动，则上部的套筒及二级加重杆对芯轴及一级加重杆产生锤击作用，同时二级加重杆的重量参与其中，产生助推作用，此力量克服柱塞与泵筒之间的摩擦力，使其解卡。
全文摘要
本发明涉及一种柔性抽油杆柱软卡自解工艺。主要解决倍程柔式抽油机柔性抽油杆本身不能实现解卡的问题。其特征在于当井下泵柱塞由于软卡而速度变慢，上冲程时抽油机正常工作，下冲程时，击振器套筒及二级加重杆继续向下运行，而击振器芯轴及一级加重杆、柱塞不动，则上部的套筒及二级加重杆对芯轴及一级加重杆产生锤击作用，同时二级加重杆的重量参与其中，产生助推作用，此力量克服柱塞与泵筒之间的摩擦力，使其解卡。该发明具有解卡迅速、动作可靠的特点。
文档编号E21B17/00GK101550808SQ200910072050
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者张佳民, 白存安, 平 穆, 胡松华 申请人:大庆油田有限责任公司