1、光杆缓下原因分析及定量计算摘 要：本文探讨了形成光杆缓下的现场原因，对光杆缓下进行了理论分析与计算，从而为光杆缓下的预防和处理，提供可靠的理论依据。关键词：光杆 缓下 理论分析 预防 光杆缓下就是油井在下行过程中，光杆下降速度低于悬绳器下降称为光杆缓下。光杆缓下原因就是光杆下行过程中，下行阻力过大引起的。目前，光杆下行阻力主要分为如下几个部分：液柱与抽油杆之间的摩擦阻力、柱塞与泵筒的摩擦阻力、液体流过游动凡尔产生的阻力、抽油杆与油管之间的摩擦力。这些大部分都与井筒内的流体性质有关，因此，加深井筒内的流体的认识，才能够更好的分析光杆的下行阻力。 一、形成光杆缓下的现场原因 当油井出现缓下时，依据
2、油井出现的实际情况，大体可以分为以下两种： （1）当油井含水大幅度下降，液面变化不大、功图为油稠时，光杆出现缓下。这种情况出现是由于原油粘度粘度增加，导致凡尔孔流量系数变小，从而使液体流过凡尔的阻力上升。在注聚区原油含水下降，则原油中聚合物浓度的上升，从而使流体中的稠度系数、流性指数上升，导致液体与抽油杆之间的摩擦阻力上升。通过这两方面的作用，使光杆的下行阻力增大，使光杆的下行加速度减小，造成缓下。 （2）当油井含水下降，液面迅速下降，功图与以前相比出现异常时，光杆出现缓下。这种情况的发生是由于油井出现砂埋油层后，导致油井抽出油套环空的死油，从而出现油井含水降低的假象，导致光杆缓下。 （3）对
3、于含水不太低的油井，当油井停井后，开启时出现缓下。造成这种现象出现的原因是原油在油管中油气水分离，形成油井低含水假象，使光杆出现暂时缓下。 （4）当油井液面很深，原油含气量增大时，有时也易出现缓下。 （5）当含水较低，油质含砂、腊多时，也可造成光杆缓下。油质中含砂腊多后，导致光杆下行阻力增大，从而造成缓下。 （6）泵下掺水井在加入降粘剂后，也可造成光杆缓下。经分析，在泵下掺水井套管内不全为水柱，在上端也存在部分油柱，在加入降粘剂后，原油发生变化，下沉到水柱下端，后被抽入井筒，使水掺不进井筒内，从而造成光杆缓下。 二、理论分析与计算 光杆缓下的临界条件：当光杆的下行速度小于抽油机驴头的下行速度，
4、及出现光杆缓下现象。 V 驴头V 光杆 驴头运动速度 V 驴头： V 驴头=V 曲柄=*R=R*n R曲柄半径 n抽油机冲次 光杆运行速度 V 光杆：当处于缓下临界状况时，光杆所受合力分为以下几个部分： （1）抽油杆自身重力 W杆，井筒内液柱的重量 W 液， W杆=f 杆（ 杆- 液）gh 杆 W 液= 液 g 液（f 柱-f 杆）h 杆 h 杆抽油杆的长度 液混合液的密度。混合液的密度可以用下式计算： 液=（1-n 水） 油+n 水 水 液、 油、 水分别为液、油、水的密度，kg/m3 n 水含水百分数或小数 f 柱、f 杆柱塞与抽油杆的截面积，m3 （2）下冲程时抽油杆柱引起的最大惯性载荷
5、： I 杆下=-W 杆 sn2（1-r/L）/1790 W 杆=f 杆 杆 gh 杆 r/L曲柄半径与连杆长度之比 s冲程 n冲次 （3）摩擦力 1） 、液柱与抽油杆之间的摩擦阻力 F1：下冲程时，游动阀打开，抽油杆与液体相对运动产生摩擦阻力，方向向上。此种阻力是抽汐稠油时，抽油杆下行遇阻的重要因素之一，其大小主要取决于液体的粘度。 2） 、柱塞与泵筒的摩擦阻力 F2：当泵径不超过 70mm 时，其值小于1750N。 3） 、抽油杆与油管之间的摩擦力 F3：在直井内通常不超过抽油杆重量的 1.5%。 4） 、柱塞上液柱与油管间的摩擦产生的阻力 F4：除与液流流速有关外，主要取决于液体的粘度。
6、（4）井口回压 P 回压：液体在地面管线中的的流动阻力所造成的井口回压，对光杆产生附加载荷，其性质与流体产生的载荷相同，下冲程时减少抽油杆的重量。 总结以上光杆所受的各种作用力，得出其合力，方向向下，及： F 合=W杆+W 液-F1-F2-F3-F4-P 回压 则光杆的下行加速度为：a=F 合/M 杆 所以 V 光杆=at=F 合/M 杆*t 当 V 驴头V 光杆时光杆发生缓下； 及符合此关系式 R*n（F 合/M 杆）*t 油井出现缓下。 三、结束语 总之，造成光杆缓下的原因是多方面的，但总起来说，只要杆柱系统所受的摩擦力上升，必然造成光杆下行阻力增大，造成缓下。通过，对光杆缓下的原因分析，我们通过理论计算，就可以算出油井出现缓下的临界条件，从而为光杆缓下的预防和处理，提供可靠的理论依据。
