本文關(guān)鍵詞：超高強(qiáng)度抽油桿柱優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：超高強(qiáng)度抽油桿具有較高的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,適用于重、超重載荷、無腐蝕或微腐蝕油井中。近年來其在各大油田中的應(yīng)用越來越廣泛,但超高強(qiáng)度抽油桿柱的力學(xué)性能較普通抽油桿發(fā)生了變化,有必要對抽油桿柱組合設(shè)計作進(jìn)一步的研究。本文首先以超高強(qiáng)度抽油桿的疲勞性能與拉伸試驗為基礎(chǔ),對API許用應(yīng)力的計算方法進(jìn)行了改進(jìn),確定了超高強(qiáng)度抽油桿許用應(yīng)力計算模型,為抽油桿柱組合設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。對定向井三維井眼中的抽油桿柱受力情況進(jìn)行了分析,采用微元法建立了由下至上逐節(jié)點的桿柱受力計算模型,計算表明,模型具有較高精度。同時確定以泵效為優(yōu)化目標(biāo),通過改變抽汲參數(shù)組合得到對應(yīng)的桿柱組合方式及泵效,比較泵效來得到最優(yōu)桿柱組合。此外,考慮了扶正器對桿柱受力的影響,以加扶正器后的桿柱受力分析為基礎(chǔ),結(jié)合抽油桿柱三維變形分析,建立了不同井段的扶正器合理配置間距計算模型。采用Visual Basic6.0編制了適用于定向井的超高強(qiáng)度抽油桿柱優(yōu)化設(shè)計軟件。應(yīng)用軟件計算了加扶正器后的桿柱受力,以此為基礎(chǔ),對抽油桿柱組合與扶正器間距進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明,加裝扶正器之前與之后,泵效由49.459%提高到66.033%,提高36.459%;應(yīng)力范圍比均值由0.499提高到0.515,提高3.21%;扶正器加裝個數(shù)較設(shè)計前少9個,優(yōu)化效果較好。通過應(yīng)用發(fā)現(xiàn),該軟件能為抽油桿柱的優(yōu)化設(shè)計提供方便。
【關(guān)鍵詞】：超高強(qiáng)度抽油桿 桿柱組合 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE933.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究目的及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 超高強(qiáng)度抽油桿發(fā)展現(xiàn)狀9
• 1.2.2 許用應(yīng)力研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.3 桿柱力學(xué)分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 桿柱設(shè)計研究現(xiàn)狀13
• 1.2.5 扶正器間距設(shè)計研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.研究內(nèi)容與技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 技術(shù)路線15-16
• 第二章 超高強(qiáng)度抽油桿柱許用應(yīng)力計算16-34
• 2.1 抽油桿疲勞性能測定試驗16-25
• 2.1.1 試驗?zāi)康?/span>16
• 2.1.2 試驗方法16-17
• 2.1.3 試驗結(jié)果17-20
• 2.1.4 P-S-N曲線方程20-24
• 2.1.5 疲勞極限預(yù)測24-25
• 2.2 抽油桿拉伸試驗25-27
• 2.2.1 試驗?zāi)康?/span>25
• 2.2.2 試驗方法25-26
• 2.2.3 試驗結(jié)果26-27
• 2.3 抽油桿許用應(yīng)力27
• 2.4 許用應(yīng)力計算方法27-31
• 2.4.1 API法許用最大應(yīng)力計算27-30
• 2.4.2 奧金格法折算許用應(yīng)力計算30-31
• 2.4.3 許用應(yīng)力計算方法對比31
• 2.5 超高強(qiáng)度抽油桿許用應(yīng)力計算31-33
• 2.5.1 許用應(yīng)力計算模型31-33
• 2.5.2 抽油桿疲勞應(yīng)力圖33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 三維井眼抽油桿柱受力分析與計算34-46
• 3.1 三維井眼中抽油桿柱空間幾何關(guān)系34-37
• 3.2 三維井眼抽油桿柱受力分析37-45
• 3.2.1 基本假設(shè)37
• 3.2.2 懸點載荷分析37
• 3.2.3 上沖程抽油桿柱受力分析37-41
• 3.2.4 下沖程抽油桿柱受力分析41-44
• 3.2.5 抽油桿柱受力模型數(shù)值求解方法44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 抽油桿柱組合優(yōu)化設(shè)計46-57
• 4.1 抽油桿柱組合設(shè)計內(nèi)容46
• 4.2 抽油桿柱強(qiáng)度設(shè)計46-49
• 4.2.1 抽油桿強(qiáng)度設(shè)計準(zhǔn)則46
• 4.2.2 抽油桿柱強(qiáng)度設(shè)計方法46-49
• 4.3 超高強(qiáng)度抽油桿設(shè)計方法49
• 4.4 加重桿設(shè)計方法49-50
• 4.4.1 桿柱失穩(wěn)判斷49-50
• 4.4.2 加重桿設(shè)計50
• 4.5 加重桿上端抽油桿柱組合設(shè)計50-52
• 4.5.1 多級柱桿柱組合設(shè)計步驟51
• 4.5.2 設(shè)計流程圖51-52
• 4.6 抽油桿柱組合優(yōu)化設(shè)計52-56
• 4.6.1 優(yōu)化目標(biāo)的確定52-54
• 4.6.2 抽油桿柱工況參數(shù)計算54-55
• 4.6.3 抽汲參數(shù)選擇55
• 4.6.4 桿柱組合優(yōu)化設(shè)計思路55
• 4.6.5 優(yōu)化設(shè)計步驟55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 第五章 扶正器合理配置間距設(shè)計57-68
• 5.1 扶正器類型與作用57
• 5.2 考慮扶正器后的桿柱受力分析57-62
• 5.2.1 上沖程受力分析與計算57-59
• 5.2.2 下沖程受力分析與計算59-62
• 5.3 中和點計算62-63
• 5.3.1 單級抽油桿中和點的計算62-63
• 5.3.2 多級抽油桿中和點計算63
• 5.4 三維井眼抽油桿柱變形分析與計算63-65
• 5.4.1 抽油桿柱變形分析63-64
• 5.4.2 抽油桿柱變形計算64-65
• 5.5 扶正器合理間距優(yōu)化設(shè)計65-67
• 5.5.1 扶正器合理配置間距計算65-66
• 5.5.2 扶正器間距計算思路66-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第六章 抽油桿柱優(yōu)化設(shè)計軟件開發(fā)與應(yīng)用68-83
• 6.1 軟件開發(fā)語言及運(yùn)行環(huán)境68-69
• 6.1.1 開發(fā)語言68
• 6.1.2 運(yùn)行環(huán)境68-69
• 6.2 軟件主要功能與使用說明69-72
• 6.2.1 主要功能69-71
• 6.2.2 使用說明71-72
• 6.3 受力計算模型可靠性驗證72-73
• 6.4 實例應(yīng)用與分析73-83
• 6.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)73
• 6.4.2 抽油桿柱組合優(yōu)化設(shè)計73-78
• 6.4.3 桿柱強(qiáng)度設(shè)計結(jié)果校核78
• 6.4.4 優(yōu)化前后對比分析78-79
• 6.4.5 抽油桿柱扶正器間距設(shè)計79-83
• 第七章 結(jié)論83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 附錄87-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文89-90

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