抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测 被引量：70

1

作者 杨海滨 狄勤丰 王文昌 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期100-103,共4页

结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响... 结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响研究。利用该软件系统,可以确定抽油杆柱与油管严重偏磨点的位置。使用新型抗摩擦接箍,可使定向井抽油杆柱偏磨的程度大幅度下降,从而节省修井时间并提高油井寿命。 展开更多

关键词 抽油杆柱 位置预测 偏磨机理 油管 Visual 软件系统 Basic MADAB 生产实际 磨损机理 分析模型 仿真分析 受力变形 井眼轨迹 大幅度 定向井 三维 语言 接箍 油井 修井

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井口驱动螺杆泵抽油杆柱载荷计算 被引量：8

2

作者 李增亮 王旱祥 谷玉洪 《石油机械》 北大核心 1997年第7期5-7,21,共4页

针对井口驱动螺杆泵抽油杆柱断脱频繁的问题，应用弹塑性理论分析了抽油杆柱在井中的受力状况。指出抽油杆柱在工作过程中处于非理想的直井条件下，同时承受拉伸、弯曲和扭转三种载荷的作用。对各项载荷进行了较详细的理论推导，对于单... 针对井口驱动螺杆泵抽油杆柱断脱频繁的问题，应用弹塑性理论分析了抽油杆柱在井中的受力状况。指出抽油杆柱在工作过程中处于非理想的直井条件下，同时承受拉伸、弯曲和扭转三种载荷的作用。对各项载荷进行了较详细的理论推导，对于单纯从理论上难于准确确定的个别载荷，采用了理论分析与实测相结合的处理方法。最终给出了各项载荷的计算公式，为抽油杆柱的合理设计、泵的选择及工况诊断提供了依据。 展开更多

关键词 螺杆泵 抽油杆注 受力分析 载荷 计算 石油

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地面驱动螺杆泵抽油杆柱的受力计算 被引量：13

3

作者 廖云虎 杨志 +2 位作者 许强 冯小红 刘茂仓 《石油矿场机械》 2007年第9期55-57,共3页

结合螺杆泵抽油系统的工作特点,对抽油杆柱的扭转载荷与轴向载荷进行了分析和计算,结合第四强度理论,对杆柱强度条件进行了分析。受力分析和强度条件分析表明,杆柱顶部截面所受载荷最大,是设计与校核的重点部位。同时,杆柱所受最大载荷... 结合螺杆泵抽油系统的工作特点,对抽油杆柱的扭转载荷与轴向载荷进行了分析和计算,结合第四强度理论,对杆柱强度条件进行了分析。受力分析和强度条件分析表明,杆柱顶部截面所受载荷最大,是设计与校核的重点部位。同时,杆柱所受最大载荷与下泵深度、杆柱直径、原油粘温关系等密切相关,必须结合相关的强度理论才能实现对螺杆泵抽油系统的合理设计。 展开更多

关键词 螺杆泵 抽油杆柱 受力分析 强度校核

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螺杆泵采油系统杆柱的扭转振动特性分析 被引量：9

4

作者 彭勇 《石油矿场机械》 北大核心 2001年第2期5-8,共4页

对直井中用于驱动井下螺杆泵的旋转级次抽油杆柱建立了扭转振动分析模型 ,推导出了该级次抽油杆柱扭转振动频率的计算公式 ,建立了级次杆柱扭振固有基频与单级杆柱固有基频之间的关系。计算表明 ,泵深在 70 0～180 0 m时 ,常用的二级抽... 对直井中用于驱动井下螺杆泵的旋转级次抽油杆柱建立了扭转振动分析模型 ,推导出了该级次抽油杆柱扭转振动频率的计算公式 ,建立了级次杆柱扭振固有基频与单级杆柱固有基频之间的关系。计算表明 ,泵深在 70 0～180 0 m时 ,常用的二级抽油杆柱组合的扭振固有基频为 2 2～ 5 8r/ min,低于螺杆泵的工作转速区 ,这完全不同于有杆泵抽油系统。指出 ,由于螺杆泵采油系统的工作转速区高于其杆柱扭振固有基频 ,在选定螺杆泵采油系统的工作转速时 ,除考虑杆柱的基频外 ,还应考虑杆柱的扭振高次谐波频率 ,这样可以避免系统工作在高次谐波共振区 ,而且有利于避免系统工作转速在穿越高次谐波对应的转速时系统的失速 ;在设计螺杆泵采油系统杆柱组合时 ,应考虑组合杆柱对杆柱扭振基频的提高 ,尤其要注意常用的二级杆柱组合时杆长比接近 5 0 %的情况。 展开更多

关键词 抽油杆柱 扭转振动 螺杆泵 采油系统 特性

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定向井中抽油杆柱的摩擦力计算和扶正器分布设计 被引量：10

5

作者 夏麒彪 刘永辉 周新富 《钻采工艺》 CAS 2004年第1期60-63,共4页

在定向井、水平井中使用有杆泵机械采油方法时 ,需要在抽油杆柱上安装扶正器。文中通过合理简化 ,推导了扶正器安放间距的计算公式 ,提出了一套在定向井中进行抽油杆扶正器分布设计和摩擦力计算的数值计算方法 ,并编制了相应计算机程序... 在定向井、水平井中使用有杆泵机械采油方法时 ,需要在抽油杆柱上安装扶正器。文中通过合理简化 ,推导了扶正器安放间距的计算公式 ,提出了一套在定向井中进行抽油杆扶正器分布设计和摩擦力计算的数值计算方法 ,并编制了相应计算机程序。该方法简便、实用 。 展开更多

关键词 定向井 抽油杆柱 摩擦力 计算 扶正器 设计 力学模型 石油开采

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基于弹性体振动理论的抽油杆柱三维振动分析 被引量：12

6

作者 陈军 綦耀光 +1 位作者 刘新福 刘春花 《石油矿场机械》 2009年第2期15-19,共5页

抽油杆工作时存在横向振动、纵向振动和扭转振动,3个方向的振动相互耦合便得到抽油杆柱的实际振动。利用弹性体振动理论,将抽油杆柱看成质量连续分布的弹性体,分别建立抽油杆柱3个方向振动的动力学模型,在合适选取的初始条件和边界条件... 抽油杆工作时存在横向振动、纵向振动和扭转振动,3个方向的振动相互耦合便得到抽油杆柱的实际振动。利用弹性体振动理论,将抽油杆柱看成质量连续分布的弹性体,分别建立抽油杆柱3个方向振动的动力学模型,在合适选取的初始条件和边界条件下,研究了振动模型解析解和数值解的求解方法。为了解抽油杆柱在运动中的实际振动规律和动力学性能,研究抽油杆柱偏磨机理和防偏磨措施打下了理论基础。 展开更多

关键词 弹性体振动 机械振动 抽油杆柱 振动模型

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定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建立 被引量：10

7

作者 王凯 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期130-135,共6页

考虑井眼轨迹的井斜角、方位角、油液等对杆柱抽汲运动的影响,从定向井的多级混合杆抽油杆柱上选取微元体,对该微元体做动力学分析。建立反映抽油杆柱动态变化的波动方程,作为有杆抽油泵系统故障诊断的初始动力学模型。对整个杆柱采用... 考虑井眼轨迹的井斜角、方位角、油液等对杆柱抽汲运动的影响,从定向井的多级混合杆抽油杆柱上选取微元体,对该微元体做动力学分析。建立反映抽油杆柱动态变化的波动方程,作为有杆抽油泵系统故障诊断的初始动力学模型。对整个杆柱采用变步长取样和多级杆柱的分界面处特殊处理,利用有限差分法求解偏微分方程,得到杆柱上分界面处和均质段任意位置处的位移表达式。确定初始条件和边界条件,经差分和迭代计算获得抽油泵柱塞位移表达式和载荷表达式,完成最终的建模。以油田提供的4口油井的相关数据为例,代入诊断模型得到了泵功图并对其进行故障诊断。结果表明:定向井有杆抽油泵系统诊断模型的建模方法是正确可行的,数学模型应用可靠,能够支持基于知识和基于数据分析的故障诊断方法。 展开更多

关键词 建模分析 抽油杆柱 波动方程 泵功图 故障诊断

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地面驱动单螺杆泵组合杆柱设计的微元段法 被引量：5

8

作者 胡荣 《石油机械》 北大核心 2004年第4期30-32,61,共3页

根据地面驱动单螺杆泵工作特点 ,考虑井筒不同深度处流体粘度随温度变化以及井斜角变化对杆柱受力计算的影响 ,提出了螺杆泵采油井组合杆柱设计的微元段法 ,这种方法适合于任意下泵深度。应用第四强度理论计算复合应力和应力利用率 ,根... 根据地面驱动单螺杆泵工作特点 ,考虑井筒不同深度处流体粘度随温度变化以及井斜角变化对杆柱受力计算的影响 ,提出了螺杆泵采油井组合杆柱设计的微元段法 ,这种方法适合于任意下泵深度。应用第四强度理论计算复合应力和应力利用率 ,根据等强度设计准则 ,可以进行任意级组合杆柱设计。实例计算结果表明 ,理论计算值与实测值误差小于 5 % ,说明该微元段法是可行的。 展开更多

关键词 地面驱动单螺杆泵 微元段法 抽油杆柱 采油装置 复合应力 摩擦力

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三维定向井抽油杆柱力学特性有限元分析新方法 被引量：10

9

作者 王文昌 狄勤丰 +2 位作者 姚建林 窦升军 游红娟 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1018-1023,共6页

结合定向井井眼轨迹的三维空间特征和超细长杆柱在井眼中的双重非线性(接触非线性和几何非线性)特征,同时考虑Ray-leigh阻尼及液体摩擦影响,建立了抽油杆柱三维动态有限元方程。利用Newmark法对抽油杆柱运动过程进行时间域离散,采用结... 结合定向井井眼轨迹的三维空间特征和超细长杆柱在井眼中的双重非线性(接触非线性和几何非线性)特征,同时考虑Ray-leigh阻尼及液体摩擦影响,建立了抽油杆柱三维动态有限元方程。利用Newmark法对抽油杆柱运动过程进行时间域离散,采用结点迭代的循环求解方法对三维动态有限元方程进行了数值求解,并用直接约束法对杆/管接触问题进行了处理,得到了抽油杆柱每一结点6个自由度方向的变形和载荷。以实测井底泵功图为边界条件,求出了抽油杆柱与油管的动态接触位置,并获得了地面示功图,将预测结果与实测地面示功图进行了对比。结果表明,结点迭代法可以避免大型矩阵的数值计算问题,与Newmark法相结合,能够较准确地求解出井下抽油杆柱的三维受力及运动状态。 展开更多

关键词 定向井 抽油杆柱 有限元 双重非线性 结点迭代法

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定向井有杆抽油系统杆管分布接触压力的研究 被引量：8

10

作者 董世民 张万胜 +1 位作者 张红 王彩凤 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期179-184,共6页

将抽油杆柱离散为空间梁单元,应用可移动的双向弹簧元描述杆管接触状态,建立了抽油杆柱在油管内弯曲变形规律与接触压力的混合有限元仿真模型。该模型考虑了抽油杆杆体、接箍与扶正器径向尺寸不同所导致的杆管接触条件差异。根据节点支... 将抽油杆柱离散为空间梁单元,应用可移动的双向弹簧元描述杆管接触状态,建立了抽油杆柱在油管内弯曲变形规律与接触压力的混合有限元仿真模型。该模型考虑了抽油杆杆体、接箍与扶正器径向尺寸不同所导致的杆管接触条件差异。根据节点支反力、内力与位移的仿真结果,建立了抽油杆体与油管接触区域与接触压力分布规律的仿真模型。杆管接触区域与分布接触压力的仿真结果为进一步研究杆管偏磨寿命预测与防偏磨设计奠定了基础,也为杆管摩擦功率与系统效率仿真分析提供了理论依据。 展开更多

关键词 定向井 抽油杆柱 油管柱 边界接触 分布接触压力 有限元 仿真模型

原文传递

抽油杆柱疲劳失效的热处理因素分析 被引量：5

11

作者 段敬黎 祝效华 邓福成 《石油矿场机械》 2009年第11期54-56,共3页

抽油杆断脱给油田造成了巨大的经济损失。以外螺纹接头断裂的抽油杆为研究对象,经过强度校核,其结构满足正常工作要求。对断口形貌进行宏观和微观观察,并对断杆进行硬度和金相组织分析,发现断口呈现疲劳及准解理混合断裂形貌,原因是热... 抽油杆断脱给油田造成了巨大的经济损失。以外螺纹接头断裂的抽油杆为研究对象,经过强度校核,其结构满足正常工作要求。对断口形貌进行宏观和微观观察,并对断杆进行硬度和金相组织分析,发现断口呈现疲劳及准解理混合断裂形貌,原因是热处理过程中过热影响了晶粒分布,降低了杆柱的韧性与塑性,增加了其脆性,导致抽油杆在外螺纹根部因应力集中而出现疲劳裂纹,并快速扩展,引起疲劳准脆性断裂失效。 展开更多

关键词 抽油杆柱 疲劳失效 热处理 金相分析

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偏磨油井抽油杆受力实测分析 被引量：3

12

作者 颜廷俊 王奎升 颜廷杰 《石油矿场机械》 北大核心 2004年第5期63-64,共2页

在油田现场通过安装应变式力传感器的方法 ,测量了偏磨井中抽油杆在不同长度位置时力的变化规律。抽油杆在上冲程时的摩擦力沿杆长方向分布较均匀 ,可以排除油管弯曲现象 ;下冲程时的摩擦力较大 ,产生的偏磨较严重。

关键词 抽油杆 偏磨 试验 分析

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定向井抽油杆柱扶正器位置设计新方法 被引量：5

13

作者 王文昌 白楠 +3 位作者 狄勤丰 王明杰 生丽敏 杨新克 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第6期49-52,9,共4页

考虑了抽油杆柱的超长细比及井眼的非线性约束特征,以节点迭代法计算了受油管内壁约束条件下抽油杆柱的空间变形,用搜索迭代法设计了抽油杆柱扶正器位置。结果表明,这种方法能较好地反映出扶正器与抽油杆柱的耦合作用,并能计算出添加扶... 考虑了抽油杆柱的超长细比及井眼的非线性约束特征,以节点迭代法计算了受油管内壁约束条件下抽油杆柱的空间变形,用搜索迭代法设计了抽油杆柱扶正器位置。结果表明,这种方法能较好地反映出扶正器与抽油杆柱的耦合作用,并能计算出添加扶正器前后抽油杆柱的整体空间构形,给出较为合理的扶正器位置。文章所述方法和结果对确定抽油杆柱的防偏磨措施具有较好的指导作用。 展开更多

关键词 定向井 抽油杆柱 扶正器 搜索迭代法 有限元

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直井抽油杆柱在屈曲位移激励下横向振动的仿真研究 被引量：5

14

作者 孙秀荣 江少波 +3 位作者 黄有泉 姚洪田 李淑芳 董世民 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期854-861,共8页

鉴于目前直井杆管偏磨分析仅停留于抽油杆柱在油管内的静力屈曲理论,提出了一种基于抽油杆柱屈曲位移激励的抽油杆柱在油管内横向振动与杆管偏磨的动力学分析方法。考虑轴向分布载荷和泵端动载荷的作用,以下冲程某时刻抽油杆柱在油管内... 鉴于目前直井杆管偏磨分析仅停留于抽油杆柱在油管内的静力屈曲理论,提出了一种基于抽油杆柱屈曲位移激励的抽油杆柱在油管内横向振动与杆管偏磨的动力学分析方法。考虑轴向分布载荷和泵端动载荷的作用,以下冲程某时刻抽油杆柱在油管内的屈曲构型作为抽油杆柱横向振动的位移激励,建立了直井抽油杆柱在油管内横向振动的仿真模型。采用有限差分法对井深进行离散,Newmark法对时间进行离散,以恢复系数法建立了杆管碰撞条件,碰撞冲量作为碰撞效果的度量,对抽油杆柱在油管内横向振动数学模型进行了数值仿真。仿真结果表明:杆管碰撞现象主要发生在下冲程杆柱发生屈曲后,且几乎沿全井都有发生,从井口至泵端附近的碰撞力峰值逐渐增大;中位点以下碰撞最强烈,碰撞力最大,且呈现高频次碰撞;中位点以上至井口附近,碰撞频次和碰撞力依次减弱;而上冲程碰撞现象很少,碰撞力也较小。所建立的抽油杆柱屈曲位移激励下的横向振动仿真模型适用于杆管偏磨分析,同时为扶正器的优化配置提供新的理论基础。 展开更多

关键词 横向振动 抽油杆柱 屈曲位移激励 碰撞 仿真模型

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定向井有杆抽油系统扶正器可视化设置及仿真 被引量：3

15

作者 饶建华 刘宏昭 +3 位作者 董江峰 黄伟 鄢长灏 郭自新 《海洋石油》 CAS 2006年第2期75-79,共5页

合理设置定向井抽油杆柱的扶正器,可有效降低杆柱摩擦,延长检泵周期,提高系统效率和抽油杆寿命。首先解决了测井录入方位角不连续问题,采用三次样条插值对连续化后的井眼数据进行计算机模拟,生成定向井抽油杆柱空间轴线;开发了可视的扶... 合理设置定向井抽油杆柱的扶正器,可有效降低杆柱摩擦,延长检泵周期,提高系统效率和抽油杆寿命。首先解决了测井录入方位角不连续问题,采用三次样条插值对连续化后的井眼数据进行计算机模拟,生成定向井抽油杆柱空间轴线;开发了可视的扶正器设置和系统仿真软件,通过文件读取或键盘与鼠标输入(均匀分布输入、井深数据输入以及鼠标点击输入)等方法设置各类扶正器;采用摩擦力等效原则,运用等效摩擦系数计入扶正器对组合抽油杆柱的影响;经过对等效有杆抽油杆柱系统动态仿真,得到抽油杆柱摩擦力分布和摩擦耗能等特性参数,运用这些数据可以对扶正器设置进行评价并进一步改进设置方案,实现定向井有杆抽油系统扶正器可视化优化设置。 展开更多

关键词 定向井 扶正器 抽油杆 可视化设置 仿真

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定向井抽油杆柱横向振动仿真模型及扶正器布点优化 被引量：4

16

作者 董世民 王宏博 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1686-1696,共11页

将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合... 将定向井抽油杆柱在井筒内横向振动的力学模型简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在井筒约束条件下的横向振动模型。在模型中考虑了交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,并提出了弯曲井筒是轴向运动抽油杆柱横向振动的一项主要激励。综合考虑弯曲井筒对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述井筒对抽油杆柱横向振动的约束,并基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在井筒约束条件下横向振动仿真的数学模型。基于定向井抽油杆柱横向振动仿真模型,建立了扶正器布点优化的数学模型。采用龙格库塔法实现了定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算;通过循环迭代方法实现了扶正器的布点优化。研究结果表明:(1)仿真结果与油田实际情况相符,验证了模型的适用性;(2)杆管偏磨的危险点为井眼的造斜段与杆柱受压段。井眼造斜段杆管接触力较大,杆柱受压段杆管碰撞剧烈;(3)优化扶正器配置后,杆体、接箍不与油管接触,扶正器的最大杆管接触力均在许用接触应力以内,保证了抽油杆柱的工作寿命。 展开更多

关键词 抽油杆柱 横向振动 碰撞 仿真模型 杆管接触力 扶正器布点优化

原文传递

抽油杆柱扭转机理分析与力学模型的建立

17

作者 祝效华 刘清友 +1 位作者 刘富 童华 《石油机械》 北大核心 2004年第6期29-31,84-85,共3页

在综合分析抽油杆柱破坏形式的基础上 ,找到了抽油杆柱产生扭转运动的原因 ,即抽油杆柱屈曲和悬绳器钢丝绳打扭。探讨了抽油杆柱扭转振动的上下端边界条件 ,在对抽油杆柱适当简化的基础上 ,利用弹性理论和单元分析法 ,建立了抽油杆柱扭... 在综合分析抽油杆柱破坏形式的基础上 ,找到了抽油杆柱产生扭转运动的原因 ,即抽油杆柱屈曲和悬绳器钢丝绳打扭。探讨了抽油杆柱扭转振动的上下端边界条件 ,在对抽油杆柱适当简化的基础上 ,利用弹性理论和单元分析法 ,建立了抽油杆柱扭转振动的动力学模型 ,并研究了该模型的求解方法。为抽油杆柱的扭转脱扣。 展开更多

关键词 抽油杆 力学模型 扭转机理 油管柱 悬绳器 钢丝绳

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基于气液分离的泵内压力与抽油杆柱纵向振动耦合仿真

18

作者 王宏博 董世民 +2 位作者 张洋 王树强 孙秀荣 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期394-404,共11页

对抽油杆柱纵向振动的仿真建模是实现抽油机井系统效率仿真与抽汲参数优化设计的基础。针对目前抽油杆柱纵向振动仿真模型均未考虑泵内气液分离对杆柱纵向振动底部边界条件的影响这一实际情况,考虑泵内流体气液分离现象,基于连续流方程... 对抽油杆柱纵向振动的仿真建模是实现抽油机井系统效率仿真与抽汲参数优化设计的基础。针对目前抽油杆柱纵向振动仿真模型均未考虑泵内气液分离对杆柱纵向振动底部边界条件的影响这一实际情况,考虑泵内流体气液分离现象,基于连续流方程建立了泵内压力的仿真模型,改进了杆柱纵向振动的底部边界条件,进而建立了泵内压力与抽油杆柱纵向振动耦合的仿真模型。采用空间离散—时间连续与四阶龙格库塔的混合算法对仿真模型进行求解,实现了对抽油杆柱纵向振动的仿真计算。将仿真示功图与实测示功图进行对比验证了仿真模型的精度。对比仿真结果发现,泵内流体气液分离显著影响抽油杆柱的纵向振动:(1)考虑气液分离现象后,悬点、柱塞的加载与卸载速度更快,杆柱的纵向振动更明显。(2)油井冲数越高、泵径越大,气液分离对杆柱纵向振动的影响越明显;油井沉没度越高、含水率越低、生产气油比越大,气液分离对杆柱纵向振动的影响越明显。研究结果可进一步提高抽油机井系统效率仿真模型的精度。 展开更多

关键词 抽油杆柱 抽油泵 气液分离 柱塞载荷 纵向振动

原文传递

轴向往复运动抽油杆柱在弯曲井眼内横向振动的仿真模型 被引量：4

19

作者 王宏博 董世民 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期228-237,共10页

抽油杆柱横向振动的研究是分析油井杆管偏磨现象的基础。该文将定向井抽油杆柱在弯曲井眼内的横向振动问题简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在油管约束下的横向振动问题。除考虑交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励外,首次提出弯曲井眼... 抽油杆柱横向振动的研究是分析油井杆管偏磨现象的基础。该文将定向井抽油杆柱在弯曲井眼内的横向振动问题简化为具有初弯曲的纵横弯曲梁在油管约束下的横向振动问题。除考虑交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励外,首次提出弯曲井眼也是轴向往复运动抽油杆柱横向振动的主要激励。综合考虑弯曲井眼对轴向往复运动抽油杆柱横向振动的激励,以及交变轴向载荷对抽油杆柱横向振动的激励,应用弹性碰撞理论描述油管对抽油杆柱横向振动的约束,基于弹性体振动理论建立了具有初弯曲的抽油杆柱在弯曲井眼内的横向振动仿真模型。采用有限差分法与Newmark法实现了对定向井抽油杆柱横向振动的仿真计算。仿真结果表明:仿真结果与现场实际偏磨情况相符,说明在分析抽油杆柱横向振动时,轴向运动导致的弯曲井眼激励是一项不可忽略的因素;算例油井中,杆管偏磨的危险点主要出现在油井的造斜段与抽油杆柱的受压段。该文所建立定向井抽油杆柱横向振动仿真模型可用于指导抽油杆扶正器的优化配置。 展开更多

关键词 采油工程 抽油杆柱 横向振动 弯曲井眼 轴向往复运动 碰撞 仿真模型

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聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真模型 被引量：3

20

作者 董世民 赵力朋 +1 位作者 王胜杰 崔晓华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期309-313,共5页

应用幂律流体本构方程和动量守衡方程,建立了抽油机井杆管环空幂律流体速度分布规律与杆柱液体摩擦力的计算模型,以此为基础建立了聚合物驱抽油杆柱纵向振动仿真的非线性波动方程。与抽油杆柱纵向振动的常规波动方程比较,新模型含有速... 应用幂律流体本构方程和动量守衡方程,建立了抽油机井杆管环空幂律流体速度分布规律与杆柱液体摩擦力的计算模型,以此为基础建立了聚合物驱抽油杆柱纵向振动仿真的非线性波动方程。与抽油杆柱纵向振动的常规波动方程比较,新模型含有速度幂律指数的非线性液体摩擦力项,应用差分法建立了非线性波动方程的数值仿真模型。根据一个周期液体摩擦功相等的原则,将非线性液体摩擦力项线性化,建立了等效阻尼系数的计算方法,并将非线性波动方程简化为常规波动方程。开发了聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真软件,分析了流变参数对抽油杆柱纵向振动与示功图的影响。仿真与实测结果对比表明,非线性波动方程仿真模型具有较高的仿真精度,悬点最大与最小载荷的仿真误差小于±12%。 展开更多

关键词 聚合物驱抽油机井 幂律流体 抽油杆柱 液体摩擦力 纵向振动 示功图 仿真模型

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