基于应力比的延长抽油杆疲劳寿命设计方法

作者：王治磊

来源：非常规油气, 2023, 10(03): 127-142.

DOI：10.19901/j.fcgyq.2023.03.17

• 有杆泵采油
• 抽油杆疲劳寿命
• 疲劳性能试验
• 实测载荷
• 应力比设计

有杆泵采油是目前各油田最常用的采油方式。为研究交变载荷对油井下部抽油杆柱疲劳寿命的影响，模拟抽油杆真实受力环境，开展了不同应力比条件下抽油杆疲劳性能试验。结果表明：1)抽油杆循环拉伸次数随抽油杆应力比增大而增大，当应力比大于0.45时趋于不变，抽油杆寿命与应力比关系进行曲线拟合，具有一元三次方程关系；2)生产井因工作条件不同，最下一级抽油杆柱应力比不同，实测应力比为0.19～0.51,平均值为0.30;3)生产井最下一级抽油杆疲劳寿命拐点应力比为0.37,推荐抽油杆抗疲劳设计应力比大于等于0.37;4)抽油杆柱底端采用加重抽油杆或加粗抽油杆可以提高最下一级抽油杆应力比。该设计方法对于延长抽油杆疲劳寿命具有实际指导意义。