斜井抽油杆柱快速求解模型及应用

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrislo
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本文在前人研究的基础上建立了斜井抽油井三维杆柱力学快速求解模型。运用材料力学原理推导了斜井有杆泵抽油情况下的杆柱受力模型;通过流体力学方法推导了液体和杆柱作用受力模型;根据材料疲劳断裂原理推导了有杆泵寿命预测模型。综合这三个模型,得出斜井有杆泵受力和寿命预测快速求解模型。本文和前人研究不同在于,在正确性和求解速度上取得平衡点。将模型过于简化易求解但不真实;将模型考虑所有因素,则计算过程复杂,计算量非常大。在杆柱固体受力模型中,采用功能等效原理简化支点位置和受力问题;在流体模型中将杆柱速度简化成近似实际的规律。同时为了提高求解速度,在技术上本文利用并行运算,加快求解速度。编制软件,求解模型,模型运算速度提高。得出油杆不同时刻的位移、速度、加速度、受力和偏磨情况。分析发现,直井和斜井功图有很大差别,光杆处位移和泵处位移偏差要比直井大。得出扶正器数量和位置对油井能耗和油井寿命有很大影响,扶正器数量越少,越容易导致油杆偏磨断脱;扶正器越多会导致电机能量损耗过大,同时也会对油管磨损加大,本文根据模型求解优化了扶正器数量和位置。
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