抽油桿柱的動態(tài)特性及其應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、隨著油田開發(fā)工作的進展，我國大部分油田都已進入開發(fā)后期，油井普遍都具有較高的含水量，我國石油資源并不豐富，但是石油的消耗卻在不斷地增長，導(dǎo)致石油缺口越來越嚴重。因此，必須加大提升井液的能力，提高采油的效率。經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)，抽油桿柱上所受液柱載荷引起抽油桿柱的彈性變形以及各種動載荷所引起的抽油泵的沖程損失是導(dǎo)致有桿泵抽油系統(tǒng)效率低下的一個重要原因。針對這一問題，本文建立抽油桿柱的動力學(xué)模型和仿真模型，對抽油桿柱的動態(tài)特性進行仿真分析，同時

2、利用其動態(tài)特性指導(dǎo)有桿泵抽油系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，達到提高原油開采效率、節(jié)能的目的。論文取得的具體成果如下：
　　 (1)將抽油桿柱離散成質(zhì)量、彈簧、阻尼結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，建立了抽油桿柱的動力學(xué)模型，運用牛頓運動定律，建立抽油桿柱的振動微分方程，將振動微方程轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)方程，在Simulink中建立抽油桿柱數(shù)學(xué)仿真模型。利用機械系統(tǒng)動態(tài)仿真軟件ADAMS中拉壓彈簧阻尼器和質(zhì)量塊相連接建立抽油桿柱的ADAMS仿真模型。
　　 (2)

3、利用數(shù)學(xué)仿真模型和ADAMS仿真模型對抽油桿柱的動態(tài)特性進行仿真分析。分析抽油桿柱剛度和阻尼變化時，泵沖程的變化規(guī)律。阻尼不變時，泵沖程總的趨勢是隨剛度的減小而減小，但中間會出現(xiàn)一個使泵沖程突然增大的共振區(qū)域；當剛度不變時，阻尼系數(shù)的改變將會改變系統(tǒng)振動的幅值，且幅值隨阻尼系數(shù)的增大而減小。
　　 (3)對有桿抽油系統(tǒng)的優(yōu)化方法進行分析，提出了利用抽油桿柱的動態(tài)振動特性，即在其他參數(shù)基本不變的情況下，可通過設(shè)計一種減小抽油桿柱剛