抽油桿柱是抽油機井的重要組成部分,在定向井有桿舉升運動時,受井眼軌道的約束以及復雜的環(huán)境載荷影響,抽油桿柱在井眼中彎曲變形,造成桿管偏磨;受偏磨影響,桿體承受多軸交變載荷作用易發(fā)生疲勞斷裂,接箍易受到靜強度破壞,導致躺井,影響原油產量。因此,在深入研究抽油桿柱在油管內受力的基礎上,建立扶正器布點的優(yōu)化設計方法,對于降低管偏磨率、提高油田整體開發(fā)效益,具有十分重要的意義。本文主要開展了以下幾方面的工作:基于正交試驗法,利用Fluent軟件模擬抽油泵柱塞與泵筒之間的液體摩擦載荷和接箍、扶正器的沿程水力損失,建立了柱塞-泵筒間隙液體摩擦力和接箍、扶正器沿程水力阻力的多元非線性回歸模型。基于井筒多相管流理論及抽油泵柱塞的運動規(guī)律,建立了抽油泵液體載荷的仿真模型;建立了定向井抽油桿柱靜力學仿真的力學模型;建立了定向井桿管接觸的“空間梁單元+彈簧元”的有限元分析模型;通過扶正器摩擦磨損試驗,確定了扶正器與油管之間接觸壓力的界限值;基于桿管接觸狀態(tài)的有限元仿真計算,以控制抽油桿桿體、接箍、扶正器的接觸壓力為目標,建立了定向井扶正器布點優(yōu)化設計方法。基于能量磨損理論建立了抽油桿柱的磨損預測模型;基于抽... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柱塞泵筒間隙網(wǎng)格劃分圖

圖 2-10 抽油泵循環(huán)指示圖考慮到油液流經游動閥和固定閥處所產生的水力損失，抽油泵柱塞上的液體載荷 Pp(t)的計算模型為( ) ( )P p d rd dP t A p p A p(2-15)式中 Ard底部抽油桿橫截面積(m2)；Ap抽油泵柱塞橫截面積(m2)；pd抽油泵排出口壓力(Pa)；p 任意時刻泵筒內液體壓(Pa)。泵筒內液體壓力 p 的變化規(guī)律和泵的工作過程有關，圖 2-10（b）為泵筒內液體壓力變化規(guī)律示意圖。在吸入沖程開始初期，泵筒內流體膨脹，壓力降低，當泵筒內流體壓力由排出壓力 pd降至吸入壓力 ps時，吸入閥打開而吸入流體，當吸入沖程結束時，柱塞開始排出沖程而壓縮泵筒內的流體，泵筒內流體壓力升高，當泵筒內流體壓力由吸入壓力 ps增至排出壓力 pd時，排出閥打開而排出流體，當柱塞到達下死點

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【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2920285