三維井眼抽油桿力學(xué)研究.pdf

1、抽油桿力學(xué)研究一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前抽油桿系統(tǒng)受力分析計算絕大部分通過理論建模加室內(nèi)實驗或經(jīng)驗修正的方法進行分析研究，由于室內(nèi)實驗或經(jīng)驗難以真實、準確地描述幾百米甚至幾千米長的抽油桿彈性，從而很難得到較為準確的結(jié)果以直接指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。在我國，抽油桿柱問題十分突出，較準確地認識抽油桿受力狀態(tài)，研究主要因素的影響規(guī)律，對減少抽油桿柱的故障率、降低油氣開采成本極有重要的理論和實用價值。 論文基于三維空間井眼軌跡，采用微元矢

2、量分析方法，建立了三維井眼抽油桿柱系統(tǒng)動力學(xué)理論模型及其求解技術(shù)；研制了抽油桿柱井下力學(xué)檢測裝置，經(jīng)現(xiàn)場9口井的應(yīng)用，證明了裝置性能的可靠性，也進一步完善并驗證了抽油桿柱動力學(xué)模型；提出了等效阻力系數(shù)的概念，建立了等效阻力系數(shù)預(yù)測模型，以研究抽油桿柱所受滑動摩擦和不確定流體阻力的影響，并利用現(xiàn)場實測資料，分析與擬合出精度較高的等效阻力系數(shù)；在經(jīng)驗軌跡參數(shù)對抽油桿柱動力學(xué)特性影響模型和仿真分析的基礎(chǔ)上，修正了抽油桿柱設(shè)計方法，使抽油桿柱設(shè)

3、計更具合理性。通過研究和現(xiàn)場應(yīng)用驗證，為三維井眼抽油桿柱動力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。 論文的主要創(chuàng)新點是：(1)抽油桿柱實際載荷及變形井下測量方法，可以測量井下任何部位的抽油桿負荷、溫度、位移、流體壓力等參數(shù)；(2)建立了以實測數(shù)據(jù)為邊界條件的抽油桿柱三維力學(xué)綜合模型，求解精度有了很大的提高；(3)基于兩個不同位置實測結(jié)果建立了等效阻力系數(shù)預(yù)測模型和預(yù)測方法，獲得了與實際井眼軌跡條件較吻合的等效阻力系數(shù)；(4)對抽油桿柱API設(shè)計方法