【摘要】：近年來,為了使抽油機井加深泵掛、降低能耗、增加產(chǎn)量以及減小驢頭懸點載荷,我國許多油田設(shè)計并應(yīng)用了抽油機減載器。但現(xiàn)有減載器節(jié)能效果存在著很大的差異,它是利用套管和油管的環(huán)形空間壓力差使抽油機懸點載荷降低,但該減載器受到壓力差高低的限制,使減載器的節(jié)能效果受到了限制。本文針對現(xiàn)有抽油機減載器的一些不足,提出了一種新型的有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置方案,根據(jù)工藝要求對有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,確定了有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置各零部件的基本參數(shù),并對井下減載裝置進行靜力學(xué)和動力學(xué)分析。該井下減載裝置具有節(jié)能、減載、加深泵掛等優(yōu)點,有一定的應(yīng)用價值。本文主要從以下幾個方面對抽油機井下減載裝置進行研究:(1)有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置方案的確立和結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對關(guān)鍵零部件進行有限元分析。對井下減載裝置進行方案設(shè)計,并介紹其工作原理及作用,再對減載力和懸點靜載荷進行理論計算,確定減載裝置在井下的安裝位置;對井下減載裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,運用Creo軟件對井下減載裝置各零部件進行三維實體建模,并介紹其各零部件的作用,采用有限元軟件ANSYS Workbench對井下減載裝置的關(guān)鍵零部件進行靜力學(xué)和疲勞壽命分析。(2)對井下減載裝置進行動力學(xué)研究。分別對整個井下減載裝置系統(tǒng)和抽油桿柱進行動力學(xué)研究。對井下減載裝置系統(tǒng)建立動力學(xué)模型,并寫出系統(tǒng)運動微分方程;建立波動方程對抽油桿柱進行分析,并采用有限元差分法對抽油桿柱波動方程進行求解。(3)井下減載裝置系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型的建立與分析。利用MATLAB求解出波動方程,模擬出了懸點運動規(guī)律、懸點載荷、懸點示功圖等;利用動力學(xué)軟件ADAMS對井下減載裝置建立三維模型并進行動力學(xué)仿真,仿真出了懸點運動規(guī)律和懸點載荷;最終對MATLAB和ADAMS的仿真結(jié)果進行對比。并對井下減載裝置進行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析。
【圖文】：

１Ｑ￣１２］。逡逑減載器主要是由五部分組成，它們分別是上下密封管、柱塞管、進出液孔、減載活逡逑塞、呼吸孔等，減載器的結(jié)構(gòu)示意圖［１２］，如圖１－１所示。當抽油桿帶動減載活塞在柱塞逡逑管運動時，活塞的上下兩個端面處會形成一個壓力差，該壓力差作用在活塞的下端面時，逡逑這時會形成一個向上的減載力。減載力與井深、動液面高度、密封活塞以及減載活塞的逡逑直徑有關(guān)［３４］。逡逑減載器的工作原理：現(xiàn)有減載器由抽油桿、減載活塞以及密封活塞組成，密封活塞逡逑和減載活塞隨抽油桿進行直線往復(fù)運動。該減載器的減載活塞上端面和密封活塞的下端逡逑面會有一個中空，這個中空是與油套管環(huán)空和減載器的呼吸孔相互連通的，所以環(huán)空和逡逑中空的壓力就會是一樣的，而油液與減載活塞的下端面接觸，此時井筒液柱的壓力與減逡逑載活塞下端面的壓力也是一樣的［１２］。因此減載活塞的上端面和下端面會形成一個壓力差，逡逑這個壓力差會在減載活塞的下端面形成一個向上的舉升力，這個舉升力也可以稱為減載逡逑力［１２］。上沖程時，減載器減載活塞下端面受到的減載力會幫助抽油機帶動抽油桿柱往上逡逑運動

１．４研究內(nèi)容逡逑有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置是一種很好的節(jié)能方式。但現(xiàn)有減載器節(jié)能效果存在著逡逑很大的差異，現(xiàn)有抽油機減載器的結(jié)構(gòu)如圖１－１所示�，F(xiàn)有減載器是利用套管和油管的逡逑環(huán)形空間壓力差來減小抽油機懸點載荷，但該減載器受到壓力差高低的限制，使減載器逡逑的節(jié)能效果受到了限制。本文針對以上問題設(shè)計出了一種新的有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝逡逑置。有桿抽油系統(tǒng)井下減載裝置是一種新型的井下工具，也是一種節(jié)能設(shè)備。它與井下逡逑設(shè)備一起進行配套使用，能夠更好地配合井下工具、地面設(shè)備的使用，，使減載器節(jié)能效逡逑果達到最佳。逡逑該井下減載裝置具有節(jié)能、減載、加深泵掛等優(yōu)點，有一定的應(yīng)用價值。本文主要逡逑從以下幾個方面對抽油機井下減載裝置進行研宄：逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE933.1

【參考文獻】

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本文編號：2673558