長(zhǎng)慶油田超高強(qiáng)度抽油桿許用應(yīng)力計(jì)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(jí)抽油桿柱設(shè)計(jì)分析軟件（V1.0）”12月底獲得國家版權(quán)局計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)認(rèn)證，標(biāo)志著長(zhǎng)慶油田在國內(nèi)率先建立的“超高強(qiáng)度抽油桿許用應(yīng)力計(jì)算新方法”得到國家認(rèn)可，填補(bǔ)了國內(nèi)抽油桿相關(guān)技術(shù)理論空白，保證了超高強(qiáng)度抽油桿性能發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了定向井采油量身定制。截至2014年12月22日，H 級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿已在長(zhǎng)慶油田推廣應(yīng)用突破2 萬口井，年節(jié)約成本9000 余萬元。

2008年，長(zhǎng)慶油田在華慶超低滲透油藏開發(fā)中首次引進(jìn)試驗(yàn)H 級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿，進(jìn)而在姬塬油田叢式大井組超深井中擴(kuò)大試驗(yàn)。自2010年王窯和虎狼峁區(qū)開展“降桿徑”試驗(yàn)后，H 級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿在新井中得到廣泛應(yīng)用，但其力學(xué)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(jì)算抽油桿許用應(yīng)力，尚未形成針對(duì)H 級(jí)抽油桿的許用應(yīng)力計(jì)算方法，一定程度影響了H 級(jí)抽油桿的推廣應(yīng)用。為了有效使用H 級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿，降低成本、提高效益，油氣工藝研究院技術(shù)人員瞄準(zhǔn)修訂抽油桿石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，著力開展定向井抽油桿受力分析和優(yōu)化攻關(guān)研究，在理論研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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(qiáng)度抽油桿試樣在3 種應(yīng)力水平、3 種應(yīng)力比條件下的疲勞實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用P-S-N 曲線擬合得到了超高強(qiáng)度抽油桿疲勞極限；在國內(nèi)率先研究形成了針對(duì)超高強(qiáng)度抽油桿的許用應(yīng)力計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)了與常規(guī)抽油桿許用應(yīng)力計(jì)算公式的區(qū)分；采用微元分析法進(jìn)行抽油桿柱設(shè)計(jì)受力分析，建立了定向井抽油桿受力模型，開展超高強(qiáng)度抽油桿桿柱組合優(yōu)化設(shè)計(jì)及軟件編制，并獲得國家版權(quán)局認(rèn)證。

在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面，杏南作業(yè)區(qū)應(yīng)用超高強(qiáng)度抽油桿與應(yīng)用D 級(jí)抽油桿的對(duì)比試驗(yàn)表明，在相同生產(chǎn)周期、井筒條件下，應(yīng)用超高強(qiáng)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(fèi)5 791.7 萬元、運(yùn)行電費(fèi)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(jì)效益顯著。

此項(xiàng)自主研究技術(shù)在國內(nèi)石油行業(yè)尚屬首例，目前已申報(bào)國家發(fā)明專利3 項(xiàng)，形成的成果對(duì)于國內(nèi)石油行業(yè)超高強(qiáng)度抽油桿科學(xué)使用，助推降本增效具有重要的技術(shù)指導(dǎo)作用。